ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU DÀY LỚP NGĂN CÁCH Cu LÊN TƯƠNG TÁC TRAO ĐỔI VÀ TÍNH CHẤT TỪ TRONG CÁC VAN SPIN CÓ DỊ HƯỚNG VUÔNG GÓC DỰA TRÊN CÁC MÀNG MỎNG ĐA LỚP [Co/Pd]

Nguyễn Thị Ngọc Anh; Phạm Quang Ngân; Đỗ Khánh Tùng; Nguyễn Thanh Hường; Vũ Hồng Kỳ; Nguyễn Thị Việt Hà; Phạm Thị Thúy Hằng; Đinh Hùng Mạnh

doi:10.34238/tnu-jst.10656

ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU DÀY LỚP NGĂN CÁCH Cu LÊN TƯƠNG TÁC TRAO ĐỔI VÀ TÍNH CHẤT TỪ TRONG CÁC VAN SPIN CÓ DỊ HƯỚNG VUÔNG GÓC DỰA TRÊN CÁC MÀNG MỎNG ĐA LỚP [Co/Pd]

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 24/06/24 Ngày hoàn thiện: 01/08/24 Ngày đăng: 01/08/24

Các tác giả

1. Nguyễn Thị Ngọc Anh , 1) Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; 2) Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
2. Phạm Quang Ngân, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3. Đỗ Khánh Tùng, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
4. Nguyễn Thanh Hường, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
5. Vũ Hồng Kỳ, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
6. Nguyễn Thị Việt Hà, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
7. Phạm Thị Thúy Hằng, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
8. Đinh Hùng Mạnh, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

Tóm tắt

Các cấu trúc van spin dạng bánh kẹp (bao gồm hai lớp sắt từ được ngăn bởi một lớp phi từ ở giữa) đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng từ tính và công nghệ điện tử học spin hiện đại. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào chế tạo các cấu trúc van spin trong đó các lớp sắt từ là các màng đa lớp [Co/Pd] có dị hướng từ vuông góc và lớp ngăn cách là Cu có chiều dày khác nhau (t_Cu=0,6-6 nm). Ảnh hưởng của chiều dày lớp Cu lên tính chất từ trong các van spin đã chế tạo được khảo sát chi tiết. Các van spin được chế tạo bằng hệ phún xạ magnetron, đặc trưng cấu trúc được khảo sát bằng nhiễu xạ tia X, tính chất từ được khảo sát bằng hệ từ kế mẫu rung. Kết quả chỉ ra rằng tính chất từ trong các van spin phụ thuộc rõ rệt vào chiều dày của lớp ngăn cách Cu. Nghiên cứu mở ra khả năng thiết kế và tối ưu hóa các van spin vuông góc cho các thiết bị spintronics thế hệ mới.

Từ khóa

Màng mỏng đa lớp từ tính; Dị hướng từ vuông góc; Van spin; Từ trở khổng lồ; Tương tác trao đổi RKKY

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, et al., "Giant magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr magnetic superlattices," Physical Review Letters, vol. 61, p. 2472, 1988.

[2] G. Binasch, P. Grünberg, F. Saurenbach, and W. Zinn, "Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange," Physical Review B, vol. 39, p. 4828, 1989.

[3] B. Dieny, V. S. Speriosu, S. S. P. Parkin, et al., "Giant magnetoresistive in soft ferromagnetic multilayers," Physical Review B, vol. 43, p. 1297, 1991.

[4] C. Safranski, E. A. Montoya, and I. N. Krivorotov, "Spin–orbit torque driven by a planar Hall current," Nature Nanotechnology, vol. 14, no. 1, pp. 27-30, 2019.

[5] R. Mardani, "Fabrication of FM/NM/FM hetero-structure multilayers and investigation on structural and magnetic properties: application in GMI magnetic sensors," J. Supercond. Nov. Magn., vol. 33, pp. 503-509, 2020.

[6] M. L. Pankratova and A. S. Kovalev, "Model of exchange bias in a trilayer FM/AFM/FM structure," Low Temperature Physics, vol. 41, pp. 838-844, 2015.

[7] T. Kasuya, "A theory of metallic ferro- and antiferromagnetism on Zener's model," Progress of Theoretical Physics, vol. 16, no. 1, pp. 45–57, 1956.

[8] M. A. Ruderman and C. Kittel, "Indirect Exchange Coupling of Nuclear Magnetic Moments by Conduction Electrons," Physical Review, vol. 96, p. 99, 1954.

[9] K. Yosida, "Magnetic Properties of Cu-Mn Alloys," Physical Review, vol. 106, p. 893, 1957.

[10] P. Bruno and C. Chappert, "Ruderman-Kittel theory of oscillatory interlayer exchange coupling," Physical Review B, vol. 46, p. 261, 1992.

[11] S. S. P. Parkin, "Systematic variation of the strength and oscillation period of indirect magnetic exchange coupling through the 3d, 4d, and 5d transition metals," Physical Review Letters, vol. 67, p. 3598, 1991.

[12] Y. Pennec, J. Camarero, J. C. Toussaint, et al., "Switching-mode-dependent magnetic interlayer coupling strength in spin valves and magnetic tunnel junctions," Physical Review B, vol. 69, p. 180402, 2004.

[13] R. Coehoorn, M. T. Johnson, W. Folkerts, S. T. Purcell, N. W. E. McGee, A. D. Veirman, and P. J. H. Bloemen, “Oscillatory Interlayer Exchange Interaction and Magnetoresistance in Co/Cu and Fe/Cu Systems,” Magnetism and Structure in Systems of Reduced Dimension, NATO ASI Series, Springer, vol. 309, pp. 295-308, 1993.

[14] J. X. Li, M. W. Jia, L. Sun, et al., "Oscillatory Anisotropic Magnetoresistance Arising From Quantum Well States in Au/Fe(001) Bilayers," IEEE Magnetics Letters, vol. 6, pp. 1-4, 2015.

[15] H. A. Wierenga, W. D. Long, M. W. J. Prins, et al., "Interface magnetism and possible quantum well oscillations in ultrathin Co/Cu films observed by magnetization induced second harmonic generation," Physical Review Letters, vol. 74, no. 8, pp. 1462-1465, 1995.

[16] W. Weber, C. H. Back, A. Bischof, C. Würsch, and R. Allenspach, "Morphology-Induced Oscillations of the Magnetic Anisotropy in Ultrathin Co Films," Physical Review Letters, vol. 76, p. 1940, 1996.

[17] C. D. Stanciu, F. Hansteen, A. V. Kimel, et al., "All-Optical Magnetic Recording with Circularly Polarized Light," Physical Review Letters, vol. 99, p. 47601, 2007.

[18] T. Li, A. Patz, L. Mouchliadis, J. Yan, et al., "Femtosecond switching of magnetism via strongly correlated spin-charge quantum excitations," Nature, vol. 496, pp. 69-73, 2013.

[19] T. T. H. Cao, H. K. Vu, T. T. T. Nguyen, T. H. Nguyen, et al., “Tailoring perpendicular magnetic anisotropy in [Co/Pd] multilayers,” (in Vietnamese), Journal of Military Science and Technology, vol. 66, no. 4, pp. 173-177, 2020.

[20]. W.-B Wu, J. Kasiuk, J. Przewoźnik, et al., “Fundamentally Different Magnetoresistance Mechanisms in Related Co/Pd and Co/Pt Multilayers for Spintronic Applications,” Materials Transactions, vol. 64, no. 9, pp. 2124-2127, 2023.

[21] S. Tsunashima, M. Hasegawa, K. Nakamura, and S. Uchiyama, "Perpendicular magnetic anisotropy and coercivity of Pd/Co and Pt/Co multilayers with buffer layers," Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 93, pp. 465-468, 1991.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10656

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ