在基于宿天空子的Mn4N薄膜中，亚铁磁体混合层对DMI的诱导支配   前言：信息技术的快速发展引发了对更快数据处理和更高密度数据存储的日益增长的需求，为了满足这种需求，自旋电子学已经成为一个有前途的途径，自旋电子学利用材料中自旋自由度的操纵，在开发具有高速功能和大量数据存储能力的节能电子设备方面具有巨大的潜力。   在自旋电子学领域，磁介质作为一个关键部件占据着中心位置，对器件的性能有着重要影响，在这个背景下，具有两个反平行耦合自旋子晶格的亚铁磁系统已经获得了越来越多的关注，它们的流行基于两个关键因素。   第一，与铁磁性材料相比，亚铁磁性材料表现出更快的开关过程，亚铁磁体的这一固有特性提供了更快的数据操作和处理的优势，符合现代电子设备中高速操作的要求。   第二，在亚铁磁体中观察到了高速电流感应磁畴壁运动的显著现象，这一现象因其在数据存储和信号处理方面的潜在应用而引起了人们的极大兴趣，诱导快速和受控磁畴壁运动的能力为提高自旋电子器件的效率和性能带来了希望。   因此，为了探索亚铁磁体混合层对DMI的潜在影响，我们在实验中开发了一个全面的固溶体技术，在这项技术中，多层结构被细致地分成许多子层，每个子层的厚度为0.4纳米，利用X射线光电子能谱(XPS)数据，采用Ma等科学家概述的方法，推导出每个单独亚层的组成，这一技术基于两个基本假设。   最初，两个特定子层之间的DMI源自一个层(称为Ln 0)内涉及诸如Cu、Pt和Mg的元素与相邻层(称为Ln)中的Mn原子的相互作用，这表明DMI与Ln 0层中Pt的浓度(表示为yn 0)以及Ln层中Mn的浓度(表示为zn)成正比，并且这种比例关系也延伸到铜和锰之间以及镁和锰之间的DMI。   第二，源自给定子层Ln的DMI从该特定层的表面按指数规律减少，这种衰减行为由等式控制，针对特定子层Ln(DMI Pt Ln)的Pt的综合DMI贡献表现为跨所有其他子层的Pt的DMI的累积效应：DMI Pt Ln =∑n0，n0 6 = nzn∫yn 0∫Dn，n 0 Sn，n 0。   这里，Dn，n 0表示子层n和n 0之间的DMI，s n，n 0是决定DMI方向性的函数，值得注意的是，与位于层Ln之上的Pt原子的DMI(当tn < tn时)相比，由层Ln之下的Pt原子施加的DMI(当TN < TN时)表现出相反的符号。   源自Pt的累积平均DMI(DMI Pt)包含所有层的作用，由n上的和表示：DMI Pt =∑n DMI Pt Ln∫0.4/T，以平行的方式，使用相同的方法计算归因于Cu (DMICu)和Mg (DMIMg)的总平均DMI。   因此，膜内的综合DMI(表示为DMItot)由源自Pt、Cu和Mg的DMI的总和得出：DMItot = DMIPt + DMICu + DMIMg，这种结合子层相互作用和成分依赖的DMI贡献的细致方法提供了对复杂多层结构中DMI行为的全面理解，提出的技术提供了不同元素之间的相互作用及其对DMI现象的影响的见解。   而MgO/Mn4N/cux pt 1 x多层膜中的Dzyaloshinskii-御名方守矢相互作用(DMIs)的研究，包括从矫顽磁场的角度依赖性中有条不紊地提取所谓的HDMI(磁滞畴壁运动诱导)，该提取过程基于磁性液滴成核模型。   但要注意的是，DMI的成分变化相对于Cu的浓度呈现非线性趋势，在MgO/Mn4N/Pt和MgO/Co/Pt体系之间的界面DMI常数(Ds)的比较中出现了特别有趣的观察结果，发现前者的Ds值超过后者，这与在不同过渡金属之间决定DMI行为的化学模式相一致。   为了进一步研究混合层对DMI现象的影响，我们考虑了混合层的存在，并利用了X射线光电子能谱(XPS)测量的数据，但由于该模型计算出的平均DMI与实验测得的DMI值非常接近，所以理论预测和经验观察之间的一致性强调了模型在捕捉这些多层结构中复杂的DMI动力学方面的功效。   总结：我们通过这次实验发现，在基于Mn4N的薄膜中，操纵和控制DMI是一个十分有希望的途径，潜在地促进了紧凑skyrmion结构的实现，并且，这项研究的成果有助于弥合DMI的理论密度泛函理论(DFT)计算和实验测量之间的差距。   这种理论与实践的结合，不仅阐明了DMI现象，增强了我们对支配DMI行为的基本原理的理解，而且对材料科学和电子器件工程的发展具有更广泛的意义，并为未来自旋电子学技术的进步铺平了道路。