磁性薄膜测量新突破：铁磁共振FMR实现全方位搭配、升级！

2018年度“亚洲磁学联盟奖”（aums award）于6月4日在韩国揭晓，物理所韩秀峰研究员凭借“基于磁性缘体的磁子阀效应”项目荣获此奖。韩秀峰研究员团队创新性地采用yig磁性缘体作为磁性电、au作为中间层研制出了高质量、新型磁性缘体/金属/磁性缘体(mi/nm/mi)磁子阀结构，并且在该结构中次观测和发现了磁子阀效应(magnon valve effect)，揭示了磁子阀比值主要取决于磁性缘体/金属界面磁子-电子自旋转换效率的原理。^[1]

图1：(a) 磁子阀结构、原理和测量示意图
(b)-(c) ggg/yig和yig/au/yig区域的透射电镜图

该项工作的相关研究进展发表在 phys. rev. lett.^[2]，并且作为亮点文章在prl网站页重点推荐。在此我们祝贺quantum design的ppms和microsense vsm用户韩秀峰研究员团队，也祝愿他们今后能够再创辉煌！

在上述的研究中，yig作为磁性缘体材料，有着其特的物理性能，其拥有低的gilbert阻尼因子。sun^[3]等利用铁磁共振系统对yig薄膜进行了阻尼的测试研究，测出yig的阻尼因子大小约10^-4。在对磁性材料的研究中，阻尼因子α是一个比较重要的参数，可以帮助我们提升电路及电子器件的传输效率和传输速度。

图2：铁磁共振测试系统主机：phasefmr(常温)；cryofmr(低温)

quantum design携手nanosc提供的高精度铁磁共振测试系统，可以快速有效地获取阻尼系数α，以及有效磁矩 meff、旋磁比γ、非均匀展宽δho等动态磁学参数，也可以表征静态磁学性能，如饱和磁化强度ms、各向异性、交换偏置等。该系统基于共面波导技术，无需矢量网络分析仪，可以提供宽频2~40ghz测试，并应用锁相测试技术，大大提高了信噪比，可以测试到1.4nm厚的薄膜。

图3 ：室温测试用共面波导

图4：用于ppms(versalab)铁磁共振样品杆

图5：montana低温恒温器升cryofmr铁磁共振测试系统

目前该系统可以应用于室温（基于电磁铁平台）、低温（配合ppms、versalab、montana恒温器），在上有包括中国科学院物理研究所、南京理工大学、三峡大学等用户在内的多套设备在运行，并使用该系统在prb等期刊上发表多篇文章。如franco^[4]等用铁磁共振测试系统phasefmr对垂直磁化各向异性[cofeb/pd]n多层膜进行了研究，发现有效垂直各向异性随多层重复次数的增加而增大，部分测试数据见图6。

图6：phasefmr用户文章数据

铁磁共振测试系统参数如下：

如果您拥有电磁铁平台，快来升铁磁共振测试系统吧！
如果您拥有ppms或者versalab，快来升铁磁共振测试系统吧!
如果您拥有montana标准型低温恒温器，快来升铁磁共振测试系统吧！

如果您也想在squid上进行铁磁共振测试，目前quantum design的工程师正在努力研发中，相信不久后，我们将会为您带来在squid上成功应用fmr的好消息！

参考文献：
[1]中国科学院物理研究所官网http://www.iop.cas.cn/xwzx/snxw/201806/t20180605_5021775.html
[2] h. wu, l. huang, c. fang, b. s. yang, c. h. wan, g. q. yu, j. f. feng, h. x. wei, and x. f. han, phys. rev. lett. 120, 097205 (2018)
[3] y. sun, h. chang, m. kabatek, y. y. song, z. wang, m. jantz, w. schneider, m. wu, e. montoya, b. kardasz, b. heinrich, s. g. e. te velthuis, h. schultheiss, and a. hoffmann, phys. rev. lett. 111, 106601 (2013).
[4] a. f. franco, c. gonzalez-fuentes, j. a° kerman, and c. garcia, phys. rev. b 95, 144417 (2017)

相关产品及链接：
1、铁磁共振仪（fmr）：

http://www.instrument.com.cn/netshow/c221410.htm

2、ppms综合物性测量系统：

http://www.instrument.com.cn/netshow/c17086.htm

3、多功能振动样品磁强计versalab系统：

http://www.instrument.com.cn/netshow/c19330.htm
4、montana instruments超精细多功能无液氦低温光学恒温器：

http://www.instrument.com.cn/netshow/c122418.htm
5、超导量子干涉仪器件squid：

http://www.instrument.com.cn/netshow/c17093.htm