Observation of a Chirality-Induced Exchange-Bias Effect

Chiral magnetism that manifests in the existence of skyrmions or chiral domain walls offers an alternative way for creating anisotropies in magnetic materials that might have large potential for application in future spintronic devices. Here we show experimental evidence for an alternative type of in-plane exchange-bias effect present at room temperature that is created from a chiral 90 degrees domain wall at the interface of a ferrimagnetic-ferromagnetic Dy-Co/Ni-Fe bilayer system. The chiral interfacial domain wall forms due to the exchange coupling of Ni-Fe and Dy-Co at the interface and the presence of Dzyaloshinskii-Moriya interaction in the Dy-Co layer. As a consequence of the preferred chirality of the interfacial domain wall, the sign of the exchange-bias effect can be reversed by changing the perpendicular orientation of the Dy-Co magnetization. The chirality-created tunable exchange bias in Dy-Co/Ni-Fe is very robust against high in-plane magnetic fields (mu H-0 <= 6 T) and does not show any aging effects. Therefore, it overcomes the limitations of conventional exchange-bias systems

Magnetic and Resonant Properties of Fe–Bi Films

Текст статьи не публикуется в открытом доступе в соответствии с политикой журнала.Film structures in the Fe–Bi system have been studied experimentally. The magnetic state of the two-layer structures is shown by electron magnetic resonance to be dependent on the order of depositing magnetic and nonmagnetic layers. The three-layer structures demonstrate the effect of the exchange bias, the value of which is dependent on the bismuth interlayer thickness

Magnetic resonance in FeNi/Bi/FeNi films

Текст статьи не публикуется в открытом доступе в соответствии с политикой журнала.The magnetic resonance in FeNi/Bi/FeNi trilayer films with nonmagnetic semimetal spacer has been experimentally studied. It is found that the microwave absorption spectrum of samples has a complicated shape dependent on the nonmagnetic spacer thickness. In the interval of Bi layer thicknesses within 3–15 nm, the interlayer coupling has an antiferromagnetic character. © 2015, Pleiades Publishing, Ltd

Magnetic resonance in FeNi/Bi/FeNi films

Текст статьи не публикуется в открытом доступе в соответствии с политикой журнала.The magnetic resonance in FeNi/Bi/FeNi trilayer films with nonmagnetic semimetal spacer has been experimentally studied. It is found that the microwave absorption spectrum of samples has a complicated shape dependent on the nonmagnetic spacer thickness. In the interval of Bi layer thicknesses within 3–15 nm, the interlayer coupling has an antiferromagnetic character. © 2015, Pleiades Publishing, Ltd

Structural and magnetic features of solid-phase transformations in Mn/Bi and Bi/Mn films

Текст статьи не публикуется в открытом доступе в соответствии с политикой журнала.Solid-phase transformations at different annealing temperatures in Mn/Bi (Mn on Bi) and Bi/Mn (Bi on Mn) films have been studied using X-ray diffraction, electron microscopy, and magnetic measurements. It has been shown that the synthesis of the α-MnBi phase in polycrystalline Mn/Bi films begins at a temperature of ~120°C and the Mn and Bi layers react completely at 300°C. The resulting α-MnBi(001) samples have a large perpendicular magnetic anisotropy (Ku ≃ 1.5 × 107 erg/cm3) and a coercive force H > HC ~ 3 kOe. In contrast to Mn/Bi, the ferromagnetic α-MnBi phase in Bi/Mn films is not formed even at annealing processes up to 400°C and Mn clusters are formed in a Bi melt. This asymmetry in phase transformations occurs because chemosorbed oxygen existing on the surface of the Mn film in Bi/Mn films suppresses a solid-phase reaction between Mn and Bi. The analysis of the results obtained implies the existence of new low-temperature (~120°C) structural transformation in the Mn–Bi system. Твердофазные превращения в зависимости от температуры отжига в Mn/Bi (Mn на Bi) и Bi/Mn ( Bi на Mn) пленках исследовались с использованием рентгеновской дифракции, электронной микроскопии и магнитных измерений. Показано, что синтез альфа-MnBi фазы в поликристаллических Mn/Bi пленках начинается при при температуре 120 К и при 300 К слои Mn и Bi реагируют полностью. Полученные образцы альфа-MnBi(001) обладали большой перпендикулярной анизотропией и большой коэрцитивной силой H>Hc =3 kЭ. В отличие от Mn/Bi в пленках Bi/Mn даже при отжигах до 400 С ферромагнитная альфа-MnBi фаза не образовывалась, а наблюдалось образование кластеров Mn в расплаве Bi. Данная асиметрия в фазовых превращениях объясняется существованием в пленке Bi/Mn на поверхности Mn хемосорбционного кислорода, который подавляет твердофазную реакцию между Mn и Bi. На основании анализа результатов проведенныъх исследований предполагается существование низкотемпературного (120 С) структурного превращения в Mn-Bi-системе

Structural and magnetic features of solid-phase transformations in Mn/Bi and Bi/Mn films

Текст статьи не публикуется в открытом доступе в соответствии с политикой журнала.Solid-phase transformations at different annealing temperatures in Mn/Bi (Mn on Bi) and Bi/Mn (Bi on Mn) films have been studied using X-ray diffraction, electron microscopy, and magnetic measurements. It has been shown that the synthesis of the α-MnBi phase in polycrystalline Mn/Bi films begins at a temperature of ~120°C and the Mn and Bi layers react completely at 300°C. The resulting α-MnBi(001) samples have a large perpendicular magnetic anisotropy (Ku ≃ 1.5 × 107 erg/cm3) and a coercive force H > HC ~ 3 kOe. In contrast to Mn/Bi, the ferromagnetic α-MnBi phase in Bi/Mn films is not formed even at annealing processes up to 400°C and Mn clusters are formed in a Bi melt. This asymmetry in phase transformations occurs because chemosorbed oxygen existing on the surface of the Mn film in Bi/Mn films suppresses a solid-phase reaction between Mn and Bi. The analysis of the results obtained implies the existence of new low-temperature (~120°C) structural transformation in the Mn–Bi system. Твердофазные превращения в зависимости от температуры отжига в Mn/Bi (Mn на Bi) и Bi/Mn ( Bi на Mn) пленках исследовались с использованием рентгеновской дифракции, электронной микроскопии и магнитных измерений. Показано, что синтез альфа-MnBi фазы в поликристаллических Mn/Bi пленках начинается при при температуре 120 К и при 300 К слои Mn и Bi реагируют полностью. Полученные образцы альфа-MnBi(001) обладали большой перпендикулярной анизотропией и большой коэрцитивной силой H>Hc =3 kЭ. В отличие от Mn/Bi в пленках Bi/Mn даже при отжигах до 400 С ферромагнитная альфа-MnBi фаза не образовывалась, а наблюдалось образование кластеров Mn в расплаве Bi. Данная асиметрия в фазовых превращениях объясняется существованием в пленке Bi/Mn на поверхности Mn хемосорбционного кислорода, который подавляет твердофазную реакцию между Mn и Bi. На основании анализа результатов проведенныъх исследований предполагается существование низкотемпературного (120 С) структурного превращения в Mn-Bi-системе