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Autoren: Bommanaboyena, Satya Prakash
Backes, Dirk
Veiga, L. S. I.
Dhesi, Sarnjeet S.
Niu, Yuran R.
Sarpi, Brice
Denneulin, Thibaud
Kovács, András
Mashoff, Torge
Gomonay, Olena
Sinova, Jairo
Everschor-Sitte, Karin
Schönke, Daniel
Reeve, Robert M.
Kläui, Mathias
Elmers, Hans-Joachim
Jourdan, Martin
Titel: Readout of an antiferromagnetic spintronics system by strong exchange coupling of Mn2Au and Permalloy
Online-Publikationsdatum: 19-Jan-2022
Erscheinungsdatum: 2021
Sprache des Dokuments: Englisch
Zusammenfassung/Abstract: In antiferromagnetic spintronics, the read-out of the staggered magnetization or Neel vector is the key obstacle to harnessing the ultra-fast dynamics and stability of antiferromagnets for novel devices. Here, we demonstrate strong exchange coupling of Mn2Au, a unique metallic antiferromagnet that exhibits Neel spin-orbit torques, with thin ferromagnetic Permalloy layers. This allows us to benefit from the well-established read-out methods of ferromagnets, while the essential advantages of antiferromagnetic spintronics are only slightly diminished. We show one-to-one imprinting of the antiferromagnetic on the ferromagnetic domain pattern. Conversely, alignment of the Permalloy magnetization reorients the Mn2Au Neel vector, an effect, which can be restricted to large magnetic fields by tuning the ferromagnetic layer thickness. To understand the origin of the strong coupling, we carry out high resolution electron microscopy imaging and we find that our growth yields an interface with a well-defined morphology that leads to the strong exchange coupling. Antiferromagnets offer faster operation speed and immunity to stray fields, however, readout of the Neel vector is difficult. Here, Bommanaboyena et al present a heterostructure of a ferromagnet and antiferromagnet, combining easy readout with the benefits of antiferromagnetic spintronics.
DDC-Sachgruppe: 530 Physik
530 Physics
Veröffentlichende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Organisationseinheit: FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Veröffentlichungsort: Mainz
Version: Published version
Publikationstyp: Zeitschriftenaufsatz
Weitere Angaben zur Dokumentart: Scientific article
Nutzungsrechte: CC BY
Informationen zu den Nutzungsrechten:
Zeitschrift: Nature Communications
Seitenzahl oder Artikelnummer: 6539
Verlag: Nature Publishing Group UK
Verlagsort: London
Erscheinungsdatum: 2021
ISSN: 2041-1723
URL der Originalveröffentlichung:
DOI der Originalveröffentlichung: 10.1038/s41467-021-26892-7
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