Краткая версия:
Коллектив ученых из МФТИ, Российского квантового центра и Крымского федерального университета разработал новый метод анализа магнитной анизотропии тонких гранатовых пленок при низких температурах. Метод основан на измерениях ферромагнитного резонанса (FMR) и позволяет быстро и точно определять температурную зависимость констант магнитной анизотропии. Это важный шаг в развитии магноники — перспективного направления в спинтронике. Работа опубликована в Journal of Applied Physics при поддержке Российского научного фонда.
Железо-иттриевые гранаты (ЖИГ) широко используются благодаря своим магнитным и оптическим свойствам, но исследования при низких температурах сталкивались с трудностями, особенно при использовании парамагнитных подложек. Новый метод устраняет эти ограничения, что важно для квантовых вычислений и сверхпроводниковых систем.
Ученые исследовали пленку, легированную висмутом, на диамагнитной подложке, что исключило парамагнитный вклад. Они определили константы магнитной анизотропии в диапазоне температур от 5 до 300 K, обнаружив, что одноосная анизотропия меняет знак при 120 K. Метод основан на широкополосных измерениях FMR и не требует угловой зависимости отклика, что упрощает процесс.
Михаил Панин, инженер МФТИ, отметил, что метод подходит для быстрого определения параметров анизотропии и может использоваться на установках без точного контроля направления магнитного поля. Александр Чернов, заведующий лабораторией МФТИ, добавил, что метод будет полезен для изучения двумерных магнитных материалов, таких как CrCl3 и CrSBr, и ускорит разработку функциональных устройств.
В будущем метод планируется применять для исследования ультратонких гранатовых пленок и новых материалов для квантовых вычислений и спинтроники.
Схема измерения ферромагнитного резонанса. Образец помещается на копланарный волновод, прикрепленный к холодному пальцу гелиевого криостата замкнутого цикла Cryotrade CFSG-400-C. Прошедший сигнал, нормализованный по отклику от волновода, анализируется / © Journal of Applied Physics
Дополнительная информация: Exploring magnetic anisotropy in garnet films at low temperatures using ferromagnetic resonance | Journal of Applied Physics | AIP Publishing
Источник: Физики научились измерять невидимые магнитные свойства