Ferromagnetic resonance in nanostructures with temperature-controlled interlayer interaction

Abstract

This study is a comprehensive analysis of a multilayer F1/f(d)/F2pin structure's magnetic resonance properties, wherein F1 and F2pin are the free and exchange-coupled strong magnetic layers, and f is the weakly magnetic layer with a Curie point in the room temperature region. Depending on the magnetic state of the spacer f (ferromagnetic or paramagnetic) the exchange interaction between the F2 and F2pin layers becomes a function of the temperature, which opens up opportunities for practical applications. The obtained results show that the interlayer exchange coupling can be enhanced by decreasing the thickness of the spacer d, or by lowering the temperature. Strengthening the exchange coupling leads to a stronger manifestation of unidirectional anisotropy in the ferromagnetic resonance layer F1, as well as to a broadening of the resonance line that is atypical for thin films. The observed features are analyzed in the context of comparing the effects of two different natures: the influence of the spacer d and the influence of the temperature. Thus, the behavior of changes to the unidirectional anisotropy remains the same given variation of both the thickness of the spacer and the temperature. However the broadening of the magnetic resonance line is more sensitive to changes in the interlayer interaction caused by variation of d, and is less susceptible to changes caused by temperature.

Магнітні Нанокомпозити Для Новітніх Технічних Та Медичних Застосувань

“…Традиційні САФи складаються з двох ФМшарів, розділених немагнітним прошарком, і забезпечують концентрування магнітного потоку за рахунок антипаралельної орієнтації магнітних моментів ФМ-шарів [24]. Для досягнення температурного контролю над магнітним станом САФів науковці Інституту магнетизму НАН України та МОН України спільно з колегами з Royal Institute of Technology (Стокгольм, Швеція) запропонували використання розбавленого феромагнетика замість немагнітного прошарку [25][26][27]. За певної критичної температури в такому прошарку відбувається фазовий перехід у ФМ-стан, що приводить до зміни магнітної конфігурації всієї системи.…”