Обменные взаимодействия в гетероструктурах NiFe/Ta/IrMn в условиях дефицита Ta

Abstract

In the NiFe/Ta/IrMn structures, the contributions of two types of exchange interactions are separated at the NiFe/IrMn interface, partially separated by non-magnetic Ta fragments. The first “contact” exchange corresponds to the NiFe/IrMn fragments. The second “interlayer” exchange is provided by the Ta conduction electrons in the NiFe/Ta/IrMn fragments. A comparison of the temperature dependences of the exchange bias in heterostructures with varied Ta spacer at fixed parameters of the ferromagnetic layers allowed us to separate the contributions of the above types of exchange interactions and to establish their temperature dependences. The energies of the exchange interactions in the NiFe/IrMn and NiFe/Ta/IrMn fragments were determined.

Уменьшение обменного смещения, вызванное ростом эффективной толщины слоя меди в гетероструктурах NiFe/Cu/IrMn

“…Обменное взаимодействие через немагнитный слой меди в фрагментах NiFe/Cu/IrMn объясняется спинполяризованными электронами, способными передавать спиновую поляризацию через немагнитный металл. Такое обменное взаимодействие описывается в рамках теории Рудермана−Касуи−Киттеля−Йошиды (РККИ) [22]. Использование тяжелого металла Ta с незавершенной f -оболочкой с высоким значением орбитального момента в качестве материала немагнитной прослойки [22] усиливает РККИ обмен между слоями NiFe и IrMn за счет увеличенной энергии спин-орбитального взаимодействия.…”

“…Такое обменное взаимодействие описывается в рамках теории Рудермана−Касуи−Киттеля−Йошиды (РККИ) [22]. Использование тяжелого металла Ta с незавершенной f -оболочкой с высоким значением орбитального момента в качестве материала немагнитной прослойки [22] усиливает РККИ обмен между слоями NiFe и IrMn за счет увеличенной энергии спин-орбитального взаимодействия. Использование меди в данной работе приводит к тому, что обменное взаимодействие между слоями NiFe и IrMn и, соответственно, обменное смещение оказывается меньше по сравнению с [22] при прочих равных условиях.…”