Effect of isothermal crystallization in antiferromagnetic IrMn on the formation of spontaneous exchange bias
Effect of isothermal crystallization in antiferromagnetic IrMn on the formation of spontaneous exchange bias
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反铁磁IrMn等温结晶对自发交换偏压形成的影响
DOI：
10.1063/5.0053339
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发表时间：
2021-06
影响因子：
4
通讯作者：
Run-Wei Li
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bo Liu;Baomin Wang;Tongxin Nie;Yali Xie;Huali Yang;Gengfei Li;Jianguo Pan;Run-Wei Li
最近，一个自发的交换偏置（SEB）驱动的反铁磁IrMn层的等温结晶已被报道在IrMn/FeCo双层。然而，决定SEB大小的关键因素还没有被清楚地理解。在这里，我们通过制备不同IrMn层等温结晶度的样品，研究了IrMn层等温结晶对IrMn/CoFeB双层膜中SEB形成的影响。在具有更稳定结构的IrMn层的样品中，SEB可以忽略不计，证实了IrMn的等温结晶在SEB的形成中起着至关重要的作用。然而，SEB场不随IrMn/CoFeB双层膜或IrMn层的自由弛豫时间而显著变化。这些结果表明，轻微程度的等温结晶在IrMn层是足以诱导一个大的SEB在IrMn/CoFeB双层。我们的结果不仅证实了新报道的由IrMn层等温结晶驱动的SEB，而且阐明了控制SEB大小的关键因素。
Recently, a spontaneous exchange bias (SEB) driven by the isothermal crystallization of the antiferromagnetic IrMn layer has been reported in IrMn/FeCo bilayer. However, the key factors to determine the magnitude of SEB have not been clearly understood yet. Here, we investigate the effect of isothermal crystallization in IrMn layer on the formation of SEB in IrMn/CoFeB bilayer through preparing the samples with different degrees of isothermal crystallization in IrMn layer. The SEB is negligible in the sample with more structure-stable IrMn layer, confirming that the isothermal crystallization of IrMn plays a crucial role in the formation of SEB. However, the SEB field does not change significantly with the free-relaxation time of IrMn/CoFeB bilayers or IrMn layer. These results indicate that a slight degree of isothermal crystallization in IrMn layer is sufficient to induce a large SEB in IrMn/CoFeB bilayer. Our results not only confirm the newly reported SEB driven by the isothermal crystallization in IrMn layer but also clarify the key factor to control the magnitude of SEB.
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I. Schuller;R. Morales;X. Batlle;U. Nowak;G. Güntherodt
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