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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
2秒前
韭菜盒子发布了新的文献求助10
4秒前
潘特发布了新的文献求助10
7秒前
乌滴子完成签到,获得积分10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
善学以致用应助韭菜盒子采纳,获得10
9秒前
jiaaniu完成签到 ,获得积分10
11秒前
清脆靳完成签到,获得积分10
12秒前
cp3xzh完成签到,获得积分10
12秒前
tian发布了新的文献求助10
14秒前
tian发布了新的文献求助10
14秒前
明理宛秋完成签到 ,获得积分10
15秒前
S月小小完成签到,获得积分10
19秒前
斯文的慕儿完成签到 ,获得积分10
26秒前
keen完成签到 ,获得积分10
26秒前
韭菜盒子完成签到,获得积分20
27秒前
潘特完成签到,获得积分10
28秒前
小彭友完成签到,获得积分10
39秒前
40秒前
josie完成签到 ,获得积分10
44秒前
llll完成签到 ,获得积分10
44秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
44秒前
韭菜发布了新的文献求助10
44秒前
外向的斑马完成签到 ,获得积分10
45秒前
村长热爱美丽完成签到 ,获得积分10
47秒前
尹尹关注了科研通微信公众号
49秒前
呆呆完成签到 ,获得积分10
50秒前
xianyaoz完成签到 ,获得积分0
57秒前
杨远杰完成签到,获得积分10
58秒前
蓝桉完成签到 ,获得积分10
58秒前
JuliaWang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无限的含羞草完成签到,获得积分10
1分钟前
八二力完成签到 ,获得积分10
1分钟前
韭菜发布了新的文献求助10
1分钟前
情怀应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
water应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
2012csc完成签到 ,获得积分0
1分钟前
风清扬应助韭菜采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038112
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575788
关于积分的说明 11373801
捐赠科研通 3305604
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022