IrMn/NiFe二層膜における二重ループヒステリシス挙動と競合交換相互作用

本研究では、IrMn/NiFe二層膜の磁化反転挙動をNiFe膜厚、温度、冷却磁場方向の関数として調査した。IrMn 10 nm/NiFe 40 nmの二層膜では異常な二重ループヒステリシス挙動が観察された一方、より薄いNiFe膜では従来の単一ループヒステリシス挙動が得られた。観測された二重ループ特性は温度および冷却磁場依存の非対称性を示し、IrMn/NiFe界面における空間的に不均一な交換相互作用を示唆している。正負の冷却磁場下での反転磁場の逆の挙動は、二層膜システム内での競合する交換寄与を示している。これらの結果は、異なる界面交換領域またはIrMn膜内の不均一な非補償スピン配置を含むモデルと一致する。本研究結果は、IrMn/NiFe二層膜における二重ループヒステリシスを引き起こす複雑な界面交換挙動への洞察を提供し、交換バイアススピンエレクトロニクス構造における界面磁気不均一性の重要性を強調する。