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Modulation of spin dynamics in Ni/Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3) multiferroic heterostructure

Journal of Advanced Ceramics 2022年第3期11卷 515-521页

作者： Hang XU Bo WANG Ji Qi Mei LIU Fei TENG Linglong HU Yuan ZHANG Chaoqun QU Ming FENG Key Laboratory of Functional Materials Physics and Chemistry of the Ministry of Education Jilin Normal UniversityChangchun 130103China Condensed Matter Science and Technology Institute School of Instrumentation Science and EngineeringHarbin Institute of Technology.Harbin 150080China College of Mathematics Jilin Normal UniversitySiping 136000China

Motivated by the fast-developing spin dynamics in ferromagnetic/piezoelectric structures, this study attempts to manipulate magnons (spin-wave excitations) by the converse magnetoelectric (ME) coupling. Herein, electric field (E-field) tuning magnetism, especially the surface spin wave, is accomplished in Ni/0.7Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.3PbTiO_(3) (PMN-PT) multiferroic heterostructures. The Kerr signal (directly proportional to magnetization) changes of Ni film are observed when direct current (DC) or alternative current (AC) voltage is applied to PMN-PT substrate, where the signal can be modulated breezily even without extra magnetic field (H-field) in AC-mode measurement. Deserved to be mentioned, a surface spin wave switch of “1” (i.e., “on”) and “0” (i.e., “off”) has been created at room temperature upon applying an E-field. In addition, the magnetic anisotropy of heterostructures has been investigated by E-field-induced ferromagnetic resonance (FMR) shift, and a large 490 Oe shift of FMR is determined at the angle of 45° between H-field and heterostructure plane.

关键词： spin dynamics multiferroic heterostructure non-volatile magnetic anisotropy spin wave switch

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