Temperaturowa zmienność właściwości magnetycznych w nanostrukturze Au/Co/NiO

Seminarium wydziałowe (online)

Dnia 2021-03-02 o godzinie 14:15 odbędzie się seminarium “on-line" (seminarium online odbędzie się z wykorzystaniem platformy ZOOM):

“Temperaturowa zmienność właściwości magnetycznych w nanostrukturze Au/Co/NiO"

Serdecznie zapraszamy

Andrzej Maziewski

Temperaturowa zmienność właściwości magnetycznych w nanostrukturze Au/Co/NiO

Piotr Mazalski

– Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk, Kraków
– Wydział Fizyki Uniwersytet w Białymstoku, Białystok

Rozwój nowych technologii bazujących na układach cienkich warstw ferromagnetycznych ma istotne znaczenie w wielu dziedzinach życia codziennego zaczynając od telekomunikacji i technologii informatycznych po medycynę. W szczególności interesująca jest dziedzina spintroniki bazująca na transporcie elektronów kontrolowanym poprzez ich ładunek i spin, oraz magnoniki wykorzystującej propagację fal spinowych. Obecnie duże znaczenie maja badania skupione na chiralności spinów, ze względu na możliwość wykorzystania tej właściwości do tworzenia nowego typu pamięci magnetycznych czy urządzeń logicznych. W szczególności istotne dużo badań skupionych jest na ultracienkich warstwach z niesymetrycznymi interfejsami (typu ferromagnetyk/metal ciężki czy metal ciężki/ferromagnetyk/niemagnetyczny tlenek), gdzie chiralność spinów jest dyktowana przez oddziaływanie „Dzyaloshinskii-Moriya interaction” (DMI) [1] – obecność DMI umożliwia stabilizowanie ścian domenowych typu Neel’a i domen magnetycznych typu domena cylindryczna/skyrmion [2].

W niniejszym wystąpieniu zaprezentowane zostaną przykłady właściwości magnetycznych w układzie ferromagnetyk/antyferromagnetyk [3] w szczególności zmiany właściwości magnetycznych układu ferromagnetyk/antyferromagnetyk Au/Co/NiO w zakresie temperatur 0⁰-200⁰ C. Badania magnetycznej struktury domenowej pod wpływem pola magnetycznego, jak i w funkcji temperatury wykonywane były z wykorzystaniem technik magnetooptycznych, mikroskopu sił magnetycznych (MFM) i fotoemisyjnego mikroskopu elektronowego (XMCD-PEEM) [4]. W temperaturze pokojowej próbka była uporządkowana w kierunku prostopadłym do powierzchni, proces przemagnesowania w polu prostopadłym do powierzchni próbki odbywał się poprzez wytwarzanie struktur domenowych o rozmiarach kilkudziesięciu mikrometrów. Wykorzystując techniki magnetooptyczne możliwe było zaobserwowanie dla T~150⁰ C reorientacji spinowej, tj. przejścia z orientacji magnetyzacji prostopadłej do płaszczyzny warstwy. Dodatkowo schłodzenie próbki bez pola magnetycznego pozwoliło na rozmagnesowanie próbki i wytworzenie struktur mieszanych domen paskowych i cylindrycznych o rozmiarach submikrometrowych. Badane nanostruktury mogą być atrakcyjne ze względu na np. możliwości wytwarzania sieci skyrmionów poprzez wygrzewanie, sterowanie polem elektrycznym,…

[1] A. Fert et al., Nature Materials 2, 17031 (2017), Nature Nanotechnology 8, 152 (2013)
[2] G. Yu, et al., Nano Lett. 18, 980 (2018)
[3] P. Kuświk et al., J. Appl. Phys. 119, 215307 (2016), Phys. Rev. B 97, 024404 (2018), J. Mag. Mag. Mat. 472, 29 (2019)
[4] P. Mazalski et al., J. Mag. Mag. Mat. 508, 166871 (2020)