The Effect of the Interface Width on the Exchange Interaction 
Constant between Ferro- and Antiferromagnets

L. L. Afremov; Афремов Л. Л.; L. O. Brykin; Брыкин Л. О.; I. G. Il’yushin; Ильюшин И. Г.

doi:10.31857/S0015323022601520

Влияние ширины интерфейса на константу обменного взаимодействия между ферро- и антиферромагнетиком

Авторы: Афремов Л.Л.¹, Брыкин Л.О.², Ильюшин И.Г.¹
Учреждения:
1. Департамент теоретической физики и интеллектуальных технологий, Института наукоемких технологий и передовых материалов, ДВФУ,
2. Лаборатория моделирования физических процессов, Института наукоемких технологий и передовых материалов, ДВФУ
Выпуск: Том 124, № 2 (2023)
Страницы: 169-174
Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
URL: https://journal-vniispk.ru/0015-3230/article/view/139406
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323022601520
EDN: https://elibrary.ru/KYSCMJ
ID: 139406

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В приближении метода среднего спина сформулирована система уравнений для определения средних магнитных моментов атомов в интерфейсе (границе) между ферромагнетиком и антиферромагнетиком. Решение системы полученных уравнений для ультратонкой пленки Ni/NiO позволило провести моделирование зависимости константы межфазного обменного взаимодействия A_in от температуры, толщины антиферромагнитного слоя и ширины интерфейса. Показано, что в области низких температур в пленке с фиксированной шириной интерфейса константа межфазного обменного взаимодействия возрастает с увеличением толщины антиферромагнитного слоя. С ростом ширины интерфейса A_in падает в 1.3 раза, достигая минимального значения.

Ключевые слова

метод “среднего” спина, ультратонкие пленки, межфазное обменное взаимодействие

Список литературы

Meiklejohn W.P., Bean C.P. New magnetic anisotropy// Phys. Rev. 1956. V. 102. P. 1413.
Noguésa J., Sorta J., Langlaisb V., Skumryeva V., Suriñachb S., Muñozb J.S., Barób M.D. Exchange bias in nanostructures// Physics Reports 2005. V. 422. P. 65–117.
Evans R.F.L., Chantrell R.W., Chubykalo–Fesenko O. Surface and interface effects in magnetic core–shell nanoparticles // Mater. Research Society. 2013. V. 38. P. 909–914.
Rinaldi-Montes N., Gorria P., Martínez-Blanco D., Fuertes A. B., Fernández Barquín L., Puente-Orench I. Blanco J.A. Scrutinizing the role of size reduction on the exchange bias and dynamic magneticbehavior in NiO nanoparticles// Nanotechnology 2015. V. 26. P. 305 705.
Rinaldi-Montes N., Gorria P., Martínez-Blanco D., Fuertes A.B., Fernández Barquín L., Puente-Orench I., Blanco J.A. Bridging exchange bias effect in NiO and Ni(core)@NiO(shell) nanoparticles // JMMM. 2016. V. 400. P. 236–241.
De Toro J.A., Marques D.P., Muñiz P., Skumryev V., Sort J., Givord D., Nogués J. High Temperature Magnetic Stabilization of Cobalt Nanoparticles by an Antiferromagnetic Proximity Effect // Phys. Rev. Lett. 2015, V. 115. P. 057201.
Peng D.L., Sumiyama K., Hihara T., Yamamuro S., Konno T.J. Magnetic properties of monodispersed Co/CoO clusters // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. P. 4.
Xing Q., Han Z., Zhao S. Exchange bias of nanostructured films assembled with Co/CoO core–shell clusters// Mater. Lett. 2017. V. 188. P. 103–106.
Anisimov S., Afremov L., Petrov A. Modeling the effect of temperature and size of core/shell nanoparticles on the exchange bias of a hysteresis loop // JMMM. 2020. V. 500. P. 166 366.
Anisimov S.V., Afremov L.L., Petrov A.A. Temperature dependence of the interphase interaction energy of core/shell nanoparticles // J. Phys.: Conference Series. 2019. V. 13890. P. 12027.
Yang J.S. Chang C.R. The influence of interfacial exchange on the coercivity of acicular coated particle// J. Appl. Phys. 1991. V. 69(11). P. 7756.
Weissmuller J., Michels A., Barker J.G., Erb U., Shull R.D. Analysis of the small-angle neutron scattering of nanocrystalline ferromagnets using a micromagnetics model // Phys. Rev. B. 2001. V. 63. P. 214414.
Kodama R.H., Makhlouf S.A., Berkowitz A.E. Finite size effects in antiferromagnetic NiO nanoparticles // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79. P. 1393.
Ziman J.M., Models of Disorder: The Theoretical Physics of Homogeneously Disordered Systems. Cambridge University Press, N.Y. 1979. 525 p.
Кулеш Н.А., Москалев М.Е., Васьковский В.О., Степанова Е.А., Лепаловский В.Н. Микромагнитный анализ температурных зависимостей гистерезисных свойств поликристаллических пленок с обменным смещением // ФММ. 2021. V. 122(9). С. 917–923.
Spadaro M.C., D’Addato S., Luches P., Valeri S., Grillo V., Rotunno E., Roldan M., Pennycook S., Ferretti A.M., Capetti E., Ponti A. Tunability of exchange bias in Ni@NiO core–shell nanoparticles obtained by sequential layer deposition // Nanotechnology. 2015. V. 26(40). P. 405 704.
Morales R., Basaran A.C., Villegas J.E., Navas D., Soriano N., Mora B., Redondo C., Batlle X., Schuller I.K. Exchange-bias phenomenon: the role of the ferromagnetic spin structure // Phys. Rev. Lett. 2015. V. 114(9). P. 097 202.
Снигирев О.В., Тишин А.М., Гудошников С.А., Андреев К.Е., Бор Якоб. Магнитные свойства ультратонких пленок Ni // ФТТ. 1998. Т. 40(9). С. 1681–1685.
Лядов Н.М., Базаров В.В., Вахитов И.Р., Гумаров А.И., Ибрагимов Ш.З., Кузина Д.М., Файзрахманов И.А., Хайбуллин Р.И., Шустов В.А. Особенности структуры нанокристаллических пленок никеля, сформированных методом ионного распыления // ФТТ. 2021. Т. 63. № 10. С. 1687–1693.
Kuo T.Y., Chen S.C., Peng W.C., Lin Y.C., Lin H.C. Influences of process parameters on texture and microstructure of NiO films // Thin Solid Films. 2011. V. 519(15). P. 4940–4943.