在Pt/Co2FeAl/MgO体系中，Co2FeAl(CFA)薄膜如何才能外延生长   前言：自旋电子器件领域有望提高速度、密度、效率和降低功耗，为了获得这些受欢迎的品质，磁性材料参数的精确调整和定义是必不可少的，而在这一研究中的关键参数，包括阻尼常数(α)、自旋极化和磁各向异性，它们在自旋电子器件的功能中起着关键作用。   阻尼，通常用符号α表示，是这一领域的一个重要因素，它对各个方面产生影响，从基于自旋转移力矩的器件中的开关电流阈值到驱动畴壁运动的电流密度，天空离子运动的速度和方向也明显地受到阻尼的影响，由于阻尼与自旋波扩散长度的相关性，阻尼的分支延伸到磁振子装置的功效。   为了追求具有高自旋极化、最佳固有阻尼和可调磁各向异性的尖端材料，赫斯勒合金家族就脱颖而出了，这种合金即使在费米能量下也能显示出传导电子的完美自旋极化，尤其是在电荷自旋电子器件中使用的金属铁磁体，它的内在属性使它们成为自旋电子学领域的潜在动力。   然而，在内禀吉尔伯特阻尼和费米能级的态密度之间，出现了另一个联系，这种相关性增强了赫斯勒合金表现出显著低阻尼的潜力，超过了替代导电材料的能力，并且，这些合金具有有利的特性，例如与主要基材的优异晶格相容性、高居里温度和金属间的控制能力。   如此说来，也只能让拥有1000 K的居里温度和显著自旋极化的Co2FeAl (CFA)胜任了，不过，为了精确确定Co2FeAl 的磁阻尼常数，我们进行了一项详细的研究，重点是h的频率依赖性。   而这项研究涵盖了2–20 GHz的微波频率范围，平面内磁场故意以最小化H的方式排列，其中，∆H = ∆H0 + 2 γ π α f 方程是利用这些发现的工具，通过用该方程拟合H，提取了阻尼常数(α)和非均匀线宽(H0)，后一项H0表示与频率无关的H分量，该等式有效地捕捉了H与频率之间的关系，有助于确定α。   转到HM/FM系统中跨界面自旋输运的领域，一个被称为有效自旋混合电导(g↑↓eff)的重要参数占据了中心位置，这个参数的重要性在自旋抽吸过程中变得明显，在其中起着关键作用。   α的FM厚度依赖性作为一个关键指标，能够表征跨界面的自旋输运，与此一致，等式α = αCFA + gµ 4πMS B tCFA g ↑↓ e f f 出现，阐明了特别归因于自旋泵入HM层的影响的FM厚度依赖性。   重要的是，各种因素之间的相互作用在等式(2)中得到体现，其中α与玻尔磁子(B)、CFA的吉尔伯特阻尼常数(αCFA)、饱和磁化强度(MS)、磁场(B)和FM厚度(tCFA)相关联。   正如实验所示，观察到的α相对于tCFA倒数的变化揭示了与1/tCFA的线性相关性，这是自旋泵模型所预期的结果，这项研究得出的一个值得注意的结论是确定了体CFA的吉尔伯特阻尼常数(αCFA = 3.8×103)。   但有趣的是，发现生长在MgO上的CFA的有效自旋混合电导(g↑↓eff)比沉积在Si上的CFA(25±1nm 2)高得多(39.26±2nm 2)，与Pt/Py(32nm-2)和Pt/CoFe(25nm-2)相关的值相比，这些发现更有意义。   围绕这些结果的讨论还涉及表面形态、原子扩散、晶体结构和其他相关参数的影响，一个有趣的命题出现了：在生长在MgO上的CFA中观察到的高g↑↓eff可能归因于它在这种衬底上的外延生长，这种外延生长被认为在费米能级附近引起增强的自旋不对称性，从而提高了自旋注入的效率，这一诱人的见解将生长在MgO上的CFA定位为通过自旋泵机制充当自旋注入源的主要竞争者。   好在幸运的是，在探索Co2FeAl (CFA)薄膜的过程中，采用了一种通用的方法，即在不同的衬底(Si或MgO)上生长不同厚度(范围从1 nm到10 nm)的薄膜，具有不同厚度(范围从0.5 nm到8 nm)的MgO覆盖层和Pt缓冲层的存在促进了该生长过程。   总结：我们通过本次研究，确定了面内磁各向异性由单轴或四重项形成，分别覆盖在Si或MgO上生长的样品中的单轴各向异性，这个观察反过来指向沉积在Si和MgO衬底上的CFA膜的不同生长特性。   然而，这种区别的一个关键因素是生长的外延或多晶性质，MgO上的薄膜表现出外延生长，表明界面Dzyaloshinskii-御名方守矢相互作用(iDMI)的更强影响和更高的自旋混合电导，这些属性将MgO上的CFA膜定位为几种应用的主要候选物，特别是作为通过自旋泵浦的自旋注入源。