Unexpected versatile electrical transport behaviors of ferromagnetic nickel films

自旋电子学 铁磁性 凝聚态物理 材料科学 磁电阻 磁性 磁各向异性 磁铁 各向异性 磁化 磁场 冶金 电气工程 物理 光学 工程类 量子力学
作者
Kaixuan Zhang,Hongxia Xu,Jong K. Keum,Xiangqi Wang,Meizhuang Liu,Zuxin Chen
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.1088/1361-648x/ad2e25
摘要

Perpendicular magnetic anisotropy (PMA) of magnets is paramount for electrically controlled spintronics due to their intrinsic potentials for higher memory density, scalability, thermal stability and endurance, surpassing an in-plane magnetic anisotropy (IMA). Nickel film is a long-lived fundamental element ferromagnet, yet its electrical transport behavior associated with magnetism has not been comprehensively studied, hindering corresponding spintronic applications exploiting nickel-based compounds. Here, we systematically investigate the highly versatile magnetism and corresponding transport behavior of nickel films. As the thickness reduces within the general thickness regime of a magnet layer for a memory device, the hardness of nickel films' ferromagnetic loop of anomalous Hall effect increases and then decreases, reflecting the magnetic transitions from IMA to PMA and back to IMA. Additionally, the square ferromagnetic loop changes from a hard to a soft one at rising temperatures, indicating a shift from PMA to IMA. Furthermore, we observe a butterfly magnetoresistance resulting from the anisotropic magnetoresistance effect, which evolves in conjunction with the thickness and temperature-dependent magnetic transformations as a complementary support. Our findings unveil the rich magnetic dynamics and most importantly settle down the most useful guiding information for current-driven spintronic applications based on nickel film: The hysteresis loop is squarest for the ~8 nm-thick nickel film, of highest hardness with Rxyr/Rxys~1 and minimum Hs-Hc, up to 125 K; otherwise, extra care should be taken for a different thickness or at a higher temperature.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
杜彦君完成签到 ,获得积分10
2秒前
liian7应助jitanxiang采纳,获得10
2秒前
4秒前
xy完成签到,获得积分10
5秒前
漂泊1991发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
ddd完成签到,获得积分10
7秒前
丁仪发布了新的文献求助10
8秒前
wxx发布了新的文献求助20
8秒前
共享精神应助左丘冥采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
chengcheng完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得30
15秒前
橘子石榴应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
无语的钢铁侠完成签到,获得积分10
16秒前
jcs完成签到,获得积分10
16秒前
m侯发布了新的文献求助10
19秒前
西河发布了新的文献求助10
21秒前
25秒前
25秒前
科研通AI2S应助zz采纳,获得10
25秒前
26秒前
m侯完成签到,获得积分10
26秒前
19发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
panpan发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
安静碧灵发布了新的文献求助10
31秒前
吉祥应助默默的鑫采纳,获得30
33秒前
冲冲冲完成签到 ,获得积分10
34秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3161014
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2812392
关于积分的说明 7895364
捐赠科研通 2471232
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315908
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631074
版权声明 602094