un, In un normale ferromagnete, la magnetizzazione (M) commuta a diversi campi magnetici a seconda che il campo venga aumentato o diminuito (linee tratteggiate). L'abbinamento di un ferromagnete con un antiferromagnete sposta il ciclo di isteresi, e l'offset nel centro HEB è il campo di polarizzazione dello scambio. B, Grafico schematico del ciclo di isteresi in FexNbS2. Il grande bias di scambio è attribuito alla coesistenza di due fasi negli strati Fex che sono separate da NbS2, come schematicamente illustrato nel riquadro. Un vetro di spin (frecce verdi) - una fase disordinata che può avere una magnetizzazione netta complessiva sotto un campo esterno - coesiste con un ordine antiferromagnetico (frecce rosse). Credito: Fisica della natura (2021). DOI:10.1038/s41567-020-01127-6
Un team di ricercatori dell'Università della California, Laboratorio Nazionale Lawrence Berkeley, il Nuclear Research Center—Negev e il National High Magnetic Field Laboratory hanno sviluppato un modo per isolare le eterostrutture antiferromagnete (AFM) in assenza di un ferromagnete (FM) per studiare l'accoppiamento che si verifica tra i parametri dell'ordine AFM e i parametri del vetro di spin. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Fisica della natura , il gruppo descrive un bias di scambio impostato in una fase di vetro di spin che potrebbe manifestarsi in un antiferromagnete disordinato. Minhye Lee, con l'Università del Colorado ha pubblicato a Notizie e visualizzazioni pezzo nello stesso diario che delinea il lavoro svolto dal team.
Il bias di scambio si verifica quando il comportamento associato alla magnetizzazione forte in un film sottile forza uno spostamento nella curva di magnetizzazione morbida associata a un film ferromagnetico. La proprietà si è rivelata utile in un gran numero di tecnologie, in particolare, registrazione magnetica in dischi rigidi. Nonostante il suo uso diffuso, le basi di come funziona la distorsione da scambio non sono molto ben comprese. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno effettuato esperimenti con materiali magnetici nel tentativo di capirlo meglio.
Come osserva Lee, l'isteresi in relazione ai ferromagneti si riferisce alla registrazione di ciò che accade alla magnetizzazione associata a un ferromagnete mentre viene attraversato da un campo magnetico. La polarizzazione di scambio si verifica quando un ciclo di isteresi si allontana dal campo zero a causa di un film sottile antiferromagnetico che entra in contatto con un film ferromagnetico. In questo caso, la dimensione dello spostamento è chiamata campo di distorsione dello scambio.
Nel loro lavoro, i ricercatori hanno scoperto che il bias di scambio in questa situazione è potenziato aumentando o diminuendo gli ioni Fe di circa il 10%. E così facendo, hanno scoperto che la diminuzione o l'eccesso ha portato alla formazione di una fase di vetro di spin (dove gli spin atomici non sono allineati), anche se l'ordine antiferromagnetico sottostante persisteva. I ricercatori suggeriscono che il grande bias di scambio potrebbe essere attribuito all'accoppiamento che si è verificato nella fase antiferromagnetica che ha avuto un ruolo nello strato di pinning. Notano inoltre che la regolazione dei punti di forza dei parametri antiferromagnetico e del vetro di spin potrebbe essere utilizzata per personalizzare i bias di scambio in una varietà di applicazioni spintroniche.
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