Magnetic Hysteresis in Nanostructures with Thermally Controlled RKKY Coupling

Abstract

Mechanisms of the recently demonstrated ex-situ thermal control of the indirect exchange coupling in magnetic multilayer are discussed for different designs of the spacer layer. Temperature-induced changes in the hysteresis of magnetization are shown to be associated with different types of competing interlayer exchange interactions. Theoretical analysis indicates that the measured step-like shape and hysteresis of the magnetization loops is due to local in-plane magnetic anisotropy of nano-crystallites within the strongly ferromagnetic films. Comparison of the experiment and theory is used to contrast the mechanisms of the magnetization switching based on the competition of (i) indirect (RKKY) and direct (non-RKKY) interlayer exchange interactions as well as (ii) indirect ferromagnetic and indirect antiferromagnetic (both of RKKY type) interlayer exchange. These results, detailing the rich magnetic phase space of the system, should help enable the practical use of RKKY for thermally switching the magnetization in magnetic multilayers.

Vacancies' effect on the ferroelectric and magnetic response of Eu‐doped Bi0.85Pr0.15Fe0.97Mn0.03O3 thin films

“…Although the curves present a weak ferromagnetic behavior, the Eu 3+ ion concentration exerts a strong influence over the coercive field (H c ), which decreases from 10.7 to 6.5 kOe. This phenomenon has been attributed to shape anisotropy and to the tensile residual stress component, 48 which occurs in local form for nanocrystallites and thin films 49,50 . Similar ferromagnetic behavior was observed in Eu‐doped BiFeO 3 NPs 38 .…”

Магнітні Нанокомпозити Для Новітніх Технічних Та Медичних Застосувань

“…Традиційні САФи складаються з двох ФМшарів, розділених немагнітним прошарком, і забезпечують концентрування магнітного потоку за рахунок антипаралельної орієнтації магнітних моментів ФМ-шарів [24]. Для досягнення температурного контролю над магнітним станом САФів науковці Інституту магнетизму НАН України та МОН України спільно з колегами з Royal Institute of Technology (Стокгольм, Швеція) запропонували використання розбавленого феромагнетика замість немагнітного прошарку [25][26][27]. За певної критичної температури в такому прошарку відбувається фазовий перехід у ФМ-стан, що приводить до зміни магнітної конфігурації всієї системи.…”

“…За певної критичної температури в такому прошарку відбувається фазовий перехід у ФМ-стан, що приводить до зміни магнітної конфігурації всієї системи. Такий підхід є перспективним для розширення функціональності САФ і створює можливості для багатофункціональних прикладних застосувань САФ у пристроях спінтроніки [27,28]. температур робить композитні наноструктури на основі FeMn привабливими як для практичних застосувань, так і для з'ясування багатьох фізичних аспектів поведінки складних магнітних систем [19].…”

Parity‐Time Symmetry in Magnetic Materials and Devices

“…A similar approach can be employed to control the temperature dependence of the RKKY interaction. [177,178]…”