a,在常規鐵磁體中,取決於磁場是向上傾斜還是向下傾斜(虛線),磁化強度(M)會在不同的磁場中切換。將鐵磁體與反鐵磁體配對會改變磁滯回線,並且中心HEB中的偏移是交換偏置磁場。b,FexNbS2中的磁滯回線的示意圖。大交換偏差歸因於Fex層中被NbS2隔開的兩相的共存,如插圖中所示。自旋玻璃(綠色箭頭)是一種無序相,在外部磁場下可能具有整體淨磁化強度,與反鐵磁有序共存(紅色箭頭)。圖片來源:自然物理學(2021)。DOI:10.1038 / s41567-020-01127-6
來自加利福尼亞大學勞倫斯伯克利國家實驗室,內格夫核研究中心和國家高磁場實驗室的一組研究人員開發了一種在沒有要研究的鐵磁體(FM)的情況下隔離反鐵磁體(AFM)異質結構的方法。 AFM階次引數和自旋玻璃引數之間發生的耦合。該小組在發表於《自然物理學》雜誌上的論文中,描述了在自旋玻璃相中發生的交換偏置,這可能在無序的反鐵磁體中產生。科羅拉多大學(University of Colorado)的Minhyea Lee在同一期刊上發表了《新聞與觀點》文章,概述了團隊所做的工作。
當與薄膜中的硬磁化有關的行為迫使與鐵磁膜有關的軟磁化曲線發生偏移時,就會發生交換偏壓。事實證明,該特性可用於多種技術,尤其是硬碟驅動器中的磁記錄。儘管已廣泛使用,但對於匯率偏差的工作原理卻知之甚少。在這項新的嘗試中,研究人員對磁性材料進行了實驗,以期更好地理解它。
正如李所指出的,與鐵磁體有關的磁滯是指當鐵磁體掃過磁場時與鐵磁體相關的磁化發生的記錄。當磁滯回線由於反鐵磁薄膜與鐵磁膜接觸而從零場移開時,就會發生交換偏壓。在這種情況下,偏移的大小稱為交換偏差欄位。
研究人員在他們的工作中發現,透過增加或減少大約10%的鐵離子,可以增強這種情況下的交換偏向。如此一來,他們發現,即使基本的反鐵磁順序持續存在,減少或過量也會導致自旋玻璃相的形成(原子自旋未對準)。研究人員認為,較大的交換偏差可能歸因於反鐵磁相中發生的耦合,而該反鐵磁相在固定層中起作用。他們進一步指出,調整反鐵磁和自旋玻璃引數的強度可用於調整各種自旋電子應用中的交換偏壓。