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Enhancing magneto-ionic effects in magnetic nanostructured films via conformal deposition of nanolayers with oxygen getter/donor capabilities.
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-03-04 , DOI: 10.1021/acsami.9b19363
Cristina Navarro-Senent 1 , Alberto Quintana 1, 2 , Eloy Isarain-Chávez 1 , Eugen Weschke 3 , Pengmei Yu 4 , Mariona Coll 4 , Eva Pellicer 1 , Enric Menéndez 1 , Jordi Sort 1, 5
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-03-04 , DOI: 10.1021/acsami.9b19363
Cristina Navarro-Senent 1 , Alberto Quintana 1, 2 , Eloy Isarain-Chávez 1 , Eugen Weschke 3 , Pengmei Yu 4 , Mariona Coll 4 , Eva Pellicer 1 , Enric Menéndez 1 , Jordi Sort 1, 5
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Effective electric-field manipulation of the magnetic properties of nanostructured metallic alloys exhibiting inter-grain porosity (i.e., channels) conformally coated with insulating oxide nanolayers is demonstrated. Nanostructured Co-Pt films are prepared by electrodeposition (ED) and subsequently coated with either AlOx or HfOx by atomic layer deposition (ALD) to promote magneto-ionic effects (i.e., voltage-driven ion migration) during electrolyte-gating. Pronounced variations in coercivity (HC) and magnetic moment at saturation (mS) are observed at room temperature after biasing the heterostructures. The application of a negative voltage results in a decrease of HC and an increase of mS, whereas the opposite trend is achieved for positive voltages. Although magneto-ionic phenomena are already observed in uncoated Co-Pt films (due to the inherent presence of oxygen), the ALD oxide nanocoatings serve to drastically enhance the magneto-ionic effects due to partially reversible voltage-driven oxygen migration across the interface between AlOx or HfOx and the nanostructured Co-Pt film. Co-Pt/HfOx heterostructures exhibit the most significant magnetoelectric response at negative voltages, with an increase of mS up to 76% and a decrease of HC by 58%. The combination of a nanostructured magnetic alloy and a skin-like insulating oxide nanocoating is shown to be appealing to enhance magneto-ionic effects, potentially enabling electrolyte-gated magneto-ionic technology.
中文翻译:
通过具有吸氧剂/施主能力的纳米层的共形沉积来增强磁性纳米结构薄膜中的磁离子效应。
展示了有效的电场操纵的纳米结构的金属合金的磁性能,该合金的晶粒间孔隙率(即通道)共形地涂覆有绝缘氧化物纳米层。通过电沉积(ED)制备纳米结构化的Co-Pt膜,然后通过原子层沉积(ALD)用AlOx或HfOx涂覆,以在电解质门控过程中促进磁离子效应(即电压驱动的离子迁移)。偏置异质结构后,在室温下观察到矫顽力(HC)和饱和磁矩(mS)的明显变化。施加负电压会导致HC降低和mS升高,而对于正电压则会出现相反的趋势。尽管已经在未涂覆的Co-Pt膜中观察到了磁离子现象(由于氧气的固有存在),但是由于部分可逆的电压驱动的氧迁移通过氧介电层之间的界面迁移,ALD氧化物纳米涂层可以极大地增强磁离子效应。 AlOx或HfOx和纳米结构的Co-Pt膜。Co-Pt / HfOx异质结构在负电压下表现出最显着的磁电响应,mS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和皮肤状绝缘氧化物纳米涂层的组合显示出对增强磁离子效应的吸引力,从而有可能实现电解质门控磁离子技术。由于部分可逆的电压驱动氧迁移穿过AlOx或HfOx与纳米结构Co-Pt膜之间的界面,ALD氧化物纳米涂层可显着增强磁离子效应。Co-Pt / HfOx异质结构在负电压下表现出最显着的磁电响应,mS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和皮肤状绝缘氧化物纳米涂层的组合显示出对增强磁离子效应的吸引力,从而有可能实现电解质门控磁离子技术。由于部分可逆的电压驱动的氧迁移穿过AlOx或HfOx与纳米结构Co-Pt膜之间的界面,ALD氧化物纳米涂层可显着增强磁离子效应。Co-Pt / HfOx异质结构在负电压下表现出最显着的磁电响应,mS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和皮肤状绝缘氧化物纳米涂层的组合显示出对增强磁离子效应的吸引力,从而有可能实现电解质门控磁离子技术。mS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和类似皮肤的绝缘氧化物纳米涂层的结合表现出了增强磁离子效应的吸引力,潜在地实现了电解质门控磁离子技术。MS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和皮肤状绝缘氧化物纳米涂层的组合显示出对增强磁离子效应的吸引力,从而有可能实现电解质门控磁离子技术。
更新日期:2020-03-16
中文翻译:

通过具有吸氧剂/施主能力的纳米层的共形沉积来增强磁性纳米结构薄膜中的磁离子效应。
展示了有效的电场操纵的纳米结构的金属合金的磁性能,该合金的晶粒间孔隙率(即通道)共形地涂覆有绝缘氧化物纳米层。通过电沉积(ED)制备纳米结构化的Co-Pt膜,然后通过原子层沉积(ALD)用AlOx或HfOx涂覆,以在电解质门控过程中促进磁离子效应(即电压驱动的离子迁移)。偏置异质结构后,在室温下观察到矫顽力(HC)和饱和磁矩(mS)的明显变化。施加负电压会导致HC降低和mS升高,而对于正电压则会出现相反的趋势。尽管已经在未涂覆的Co-Pt膜中观察到了磁离子现象(由于氧气的固有存在),但是由于部分可逆的电压驱动的氧迁移通过氧介电层之间的界面迁移,ALD氧化物纳米涂层可以极大地增强磁离子效应。 AlOx或HfOx和纳米结构的Co-Pt膜。Co-Pt / HfOx异质结构在负电压下表现出最显着的磁电响应,mS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和皮肤状绝缘氧化物纳米涂层的组合显示出对增强磁离子效应的吸引力,从而有可能实现电解质门控磁离子技术。由于部分可逆的电压驱动氧迁移穿过AlOx或HfOx与纳米结构Co-Pt膜之间的界面,ALD氧化物纳米涂层可显着增强磁离子效应。Co-Pt / HfOx异质结构在负电压下表现出最显着的磁电响应,mS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和皮肤状绝缘氧化物纳米涂层的组合显示出对增强磁离子效应的吸引力,从而有可能实现电解质门控磁离子技术。由于部分可逆的电压驱动的氧迁移穿过AlOx或HfOx与纳米结构Co-Pt膜之间的界面,ALD氧化物纳米涂层可显着增强磁离子效应。Co-Pt / HfOx异质结构在负电压下表现出最显着的磁电响应,mS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和皮肤状绝缘氧化物纳米涂层的组合显示出对增强磁离子效应的吸引力,从而有可能实现电解质门控磁离子技术。mS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和类似皮肤的绝缘氧化物纳米涂层的结合表现出了增强磁离子效应的吸引力,潜在地实现了电解质门控磁离子技术。MS的增加高达76%,HC的减少58%。纳米结构的磁性合金和皮肤状绝缘氧化物纳米涂层的组合显示出对增强磁离子效应的吸引力,从而有可能实现电解质门控磁离子技术。