Logotyp: till Uppsala universitets webbplats

uu.sePublikationer från Uppsala universitet
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Emergent anisotropy and textures in two dimensional magnetic arrays
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Fysiska sektionen, Institutionen för fysik och astronomi, Materialfysik.ORCID-id: 0000-0002-4462-9228
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Fysiska sektionen, Institutionen för fysik och astronomi, Materialfysik.ORCID-id: 0000-0001-8845-5891
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Fysiska sektionen, Institutionen för fysik och astronomi, Materialfysik.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Fysiska sektionen, Institutionen för fysik och astronomi.ORCID-id: 0000-0002-1527-8668
Visa övriga samt affilieringar
2022 (Engelska)Ingår i: Physical Review Materials, E-ISSN 2475-9953, Vol. 6, nr 10, artikel-id 105201Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

We demonstrate the presence of an emergent magnetic anisotropy in square lattices of circular mesospins. An external field is used to saturate the magnetization along the [10] and [11] directions before quantifying the magnetic textures at remanence. A clear directional dependence was obtained. The concomitant changes in the interactions are argued to cause the observed anisotropy and, thereby, the directional dependence in the transition temperature of the mesospins.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
American Physical Society, 2022. Vol. 6, nr 10, artikel-id 105201
Nationell ämneskategori
Den kondenserade materiens fysik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:uu:diva-488917DOI: 10.1103/physrevmaterials.6.105201ISI: 000879806300003OAI: oai:DiVA.org:uu-488917DiVA, id: diva2:1713140
Forskningsfinansiär
Vetenskapsrådet, 2019-00207Vetenskapsrådet, 2019-03581Vetenskapsrådet, 2019-05379Tillgänglig från: 2022-11-24 Skapad: 2022-11-24 Senast uppdaterad: 2022-11-24Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Modulating magnetic interactions: in metamaterials and amorphous alloys
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Modulating magnetic interactions: in metamaterials and amorphous alloys
2022 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

This thesis is focused on exploring and modulating magnetic interactions in metamaterials and amorphous alloys along one-, two-, and three-dimensions. 

First, thin films of alternating Fe and MgO are adapted to modulate magnetic interactions along one dimension. At the remanent state, the Fe layers exist in an antiferromagnetic order, achieved by interlayer exchange coupling originating from spin-polarized tunneling through the MgO layers. Altering the number of repeats can tune the strength of the coupling. This is attributed to the total extension of the samples and beyond-nearest-neighbor interactions. Similarly, decreasing the temperature results in an exponential increase of the coupling strength, accompanied by changes in the reversal character of the Fe layers and magnetic ground state.

Next, magnetic modulations along two dimensions are investigated using lithographically patterned metamaterial consisting of arrays with mesospins - i.e., circular islands. Mesospins have degrees of freedom on two separate length scales, within and between the islands. Changing their size and lateral arrangement alters their behavior. The magnetic texture in small elements can be described as collinear with XY-like behavior, while larger islands result in magnetic vortices. Allowing the islands to interact by densely packing them in a square lattice alters the energy landscape. This is manifested by the interplay of intra- and inter-island interactions and leads to temperature-dependent transitions from a static to a dynamic state. The temperature dependence can be further altered by both element size and lattice orientation, leading to emergent behavior.

The final part of this thesis explores the modulations of interactions in three dimensions through inherent disorder in magnetic amorphous alloys. The atomic distribution in amorphous alloys can be viewed as random. However, local composition at the nanometer scale is, in fact, homogeneous. Variations in the composition of amorphous CoAlZr alloys lead to changes in the local distribution of magnetic amorphous CoAlZr manifested by competing anisotropies. Finally, off-specular scattering performed on a magnetic amorphous FeZr alloy is used to investigate the compositional variations at the nanometer scale. Indeed, correlations are observed at low temperatures due to the sample relaxation.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2022. s. 74
Serie
Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, ISSN 1651-6214 ; 2219
Nyckelord
Magnetic metamaterials, interlayer exchange coupling, superlattice, mesospins, magnetic nanostructures, emergence, amorphous alloys, CoAlZr, FeZr
Nationell ämneskategori
Den kondenserade materiens fysik
Forskningsämne
Fysik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-488984 (URN)978-91-513-1663-5 (ISBN)
Disputation
2023-01-13, Polhemsalen, Ångströmlaboratoriet, Lägerhyddsvägen 1, Uppsala, 09:15 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2022-12-21 Skapad: 2022-11-24 Senast uppdaterad: 2022-12-21

Open Access i DiVA

fulltext(943 kB)217 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 943 kBChecksumma SHA-512
741ce56faa1847e6c840d7fc3004359b3b77058bb1ecf76b06c3052a8606883c48275ccc8751d3f1afa1b1a23747613d769be50b5ba2a5b1621aba8f1f04b00b
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltext

Person

Strandqvist, NannySkovdal, Björn ErikPohlit, MerlinStopfel, HenryKapaklis, VassiliosHjörvarsson, Björgvin

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Strandqvist, NannySkovdal, Björn ErikPohlit, MerlinStopfel, HenryKapaklis, VassiliosHjörvarsson, Björgvin
Av organisationen
MaterialfysikInstitutionen för fysik och astronomi
I samma tidskrift
Physical Review Materials
Den kondenserade materiens fysik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 217 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 219 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf