Coexistence of Magnon-Induced and Rashba-Induced Unidirectional Magnetoresistance in Antiferromagnets

凝聚态物理 自旋电子学 磁电阻 铁磁性 反铁磁性 马格农 异质结 材料科学 散射 弱局部化 密度泛函理论 磁场 物理 量子力学
作者
Zhichao Zheng,Youdi Gu,Zhizhong Zhang,Xiwen Zhang,Tieyang Zhao,Huihui Li,Lizhu Ren,Lanxin Jia,Rui Xiao,Hengan Zhou,Qihan Zhang,Shu Shi,Yue Zhang,Chao Zhao,Lei Shen,Wei Zhao,Jingsheng Chen
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:23 (14): 6378-6385
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c01082
摘要

Unidirectional magnetoresistance (UMR) has been intensively studied in ferromagnetic systems, which is mainly induced by spin-dependent and spin-flip electron scattering. Yet, UMR in antiferromagnetic (AFM) systems has not been fully understood to date. In this work, we reported UMR in a YFeO3/Pt heterostructure where YFeO3 is a typical AFM insulator. Magnetic-field dependence and temperature dependence of transport measurements indicate that magnon dynamics and interfacial Rashba splitting are two individual origins for AFM UMR, which is consistent with the UMR theory in ferromagnetic systems. We further established a comprehensive theoretical model that incorporates micromagnetic simulation, density functional theory calculation, and the tight-binding model, which explain the observed AFM UMR phenomenon well. Our work sheds light on the intrinsic transport property of the AFM system and may facilitate the development of AFM spintronic devices.
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