Magnetization reversal mechanisms and depth-dependent magnetic profile have been investigated in Co/Pd thin films magnetron-sputtered under continuously varying pressure with opposite deposition orders. For samples grown under increasing pressure, magnetization reversal is dominated by domain nucleation, propagation, and annihilation; an anisotropy gradient is effectively established, along with a pronounced depth-dependent magnetization profile. However, in films grown under decreasing pressure, disorders propagate vertically from the bottom high-pressure region into the top low-pressure region, impeding domain wall motion and forcing magnetization reversal via rotation; depth-dependent magnetization varies in an inverted order, but the spread is much suppressed.

1.
X. B.
Wang
,
K. Z.
Gao
,
H.
Zhou
,
A.
Itagi
,
M.
Seigler
, and
E.
Gage
,
IEEE Trans. Magn.
49
,
686
(
2013
).
2.
A. Q.
Wu
,
Y.
Kubota
,
T.
Klemmer
,
T.
Rausch
,
C. B.
Peng
,
Y. G.
Peng
,
D.
Karns
,
X. B.
Zhu
,
Y. F.
Ding
,
E. K. C.
Chang
,
Y. J.
Zhao
,
H.
Zhou
,
K. Z.
Gao
,
J. U.
Thiele
,
M.
Seigler
,
G. P.
Ju
, and
E.
Gage
,
IEEE Trans. Magn.
49
,
779
(
2013
).
3.
D.
Weller
,
O.
Mosendz
,
G.
Parker
,
S.
Pisana
, and
T. S.
Santos
,
Phys. Status Solidi A
210
,
1245
(
2013
).
4.
D.
Weller
and
A.
Moser
,
IEEE Trans. Magn.
35
,
4423
(
1999
).
5.
J. U.
Thiele
,
S.
Maat
, and
E. E.
Fullerton
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
2859
(
2003
).
6.
D. A.
Gilbert
,
L. W.
Wang
,
T. J.
Klemmer
,
J. U.
Thiele
,
C. H.
Lai
, and
K.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
132406
(
2013
).
7.
K.
Rivkin
and
J. B.
Ketterson
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
252507
(
2006
).
8.
G.
Woltersdorf
and
C. H.
Back
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
227207
(
2007
).
9.
S. H.
Sun
,
C. B.
Murray
,
D.
Weller
,
L.
Folks
, and
A.
Moser
,
Science
287
,
1989
(
2000
).
10.
B. D.
Terris
,
T.
Thomson
, and
G.
Hu
,
Microsyst. Technol.
13
,
189
(
2007
).
11.
H. J.
Richter
,
A. Y.
Dobin
,
R. T.
Lynch
,
D.
Weller
,
R. M.
Brockie
,
O.
Heinonen
,
K. Z.
Gao
,
J.
Xue
,
R. J. M.
v. d. Veerdonk
,
P.
Asselin
, and
M. F.
Erden
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
222512
(
2006
).
12.
A. V.
Kimel
,
A.
Kirilyuk
,
P. A.
Usachev
,
R. V.
Pisarev
,
A. M.
Balbashov
, and
T.
Rasing
,
Nature
435
,
655
(
2005
).
13.
S.
Mangin
,
M.
Gottwald
,
C. H.
Lambert
,
D.
Steil
,
V.
Uhlíř
,
L.
Pang
,
M.
Hehn
,
S.
Alebrand
,
M.
Cinchetti
,
G.
Malinowski
,
Y.
Fainman
,
M.
Aeschlimann
, and
E. E.
Fullerton
,
Nature Mater.
13
,
286
(
2014
).
14.
R. H.
Victora
and
X.
Shen
,
IEEE Trans. Magn.
41
,
2828
(
2005
).
15.
J. P.
Wang
,
W. K.
Shen
, and
J. M.
Bai
,
IEEE Trans. Magn.
41
,
3181
(
2005
).
16.
D.
Suess
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
113105
(
2006
).
17.
D.
Suess
,
J.
Fidler
,
G.
Zimanyi
,
T.
Schrefl
, and
P.
Visscher
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
173111
(
2008
).
18.
B. J.
Kirby
,
S. M.
Watson
,
J. E.
Davies
,
G. T.
Zimanyi
,
K.
Liu
,
R. D.
Shull
, and
J. A.
Borchers
,
J. Appl. Phys.
105
,
07C929
(
2009
).
19.
J. E.
Davies
,
P.
Morrow
,
C. L.
Dennis
,
J. W.
Lau
,
B.
McMorran
,
A.
Cochran
,
J.
Unguris
,
R. K.
Dumas
,
P.
Greene
, and
K.
Liu
,
J. Appl. Phys.
109
,
07b909
(
2011
).
20.
B. J.
Kirby
,
J. E.
Davies
,
K.
Liu
,
S. M.
Watson
,
G. T.
Zimanyi
,
R. D.
Shull
,
P. A.
Kienzle
, and
J. A.
Borchers
,
Phys. Rev. B
81
,
100405
(
2010
).
21.
R. K.
Dumas
,
Y.
Fang
,
B. J.
Kirby
,
C.
Zha
,
V.
Bonanni
,
J.
Nogués
, and
J.
Åkerman
,
Phys. Rev. B
84
,
054434
(
2011
).
22.
C.-C.
Chiang
,
W.-C.
Tsai
,
L.-W.
Wang
,
H.-C.
Hou
,
J.-W.
Liao
,
H.-J.
Lin
,
F.-H.
Chang
,
B. J.
Kirby
, and
C.-H.
Lai
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
212504
(
2011
).
23.
J.
Zhang
,
Z.
Sun
,
J.
Sun
,
S.
Kang
,
S.
Yu
,
G.
Han
,
S.
Yan
,
L.
Mei
, and
D.
Li
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
152407
(
2013
).
24.
N.
Gaur
,
K. K. M.
Pandey
,
S. L.
Maurer
,
S. N.
Piramanayagam
,
R. W.
Nunes
,
H.
Yang
, and
C. S.
Bhatia
,
J. Appl. Phys.
110
,
083917
(
2011
).
25.
K.-S.
Ryu
,
L.
Thomas
,
S.-H.
Yang
, and
S.
Parkin
,
Nat. Nano
8
,
527
(
2013
).
26.
G.
Chen
,
T.
Ma
,
A. T.
N'Diaye
,
H.
Kwon
,
C.
Won
,
Y.
Wu
, and
A. K.
Schmid
,
Nat. Commun.
4
,
2671
(
2013
).
27.
B. J.
Kirby
,
P. K.
Greene
,
B. B.
Maranville
,
J. E.
Davies
, and
K.
Liu
, e-print arXiv:1403.2126.
28.
E. E.
Fullerton
,
J.
Pearson
,
C. H.
Sowers
,
S. D.
Bader
,
X. Z.
Wu
, and
S. K.
Sinha
,
Phys. Rev. B
48
,
17432
(
1993
).
29.
M. S.
Pierce
,
C. R.
Buechler
,
L. B.
Sorensen
,
S. D.
Kevan
,
E. A.
Jagla
,
J. M.
Deutsch
,
T.
Mai
,
O.
Narayan
,
J. E.
Davies
,
K.
Liu
,
G. T.
Zimanyi
,
H. G.
Katzgraber
,
O.
Hellwig
,
E. E.
Fullerton
,
P.
Fischer
, and
J. B.
Kortright
,
Phys. Rev. B
75
,
144406
(
2007
).
30.
M. S.
Pierce
,
J. E.
Davies
,
J. J.
Turner
,
K.
Chesnel
,
E. E.
Fullerton
,
J.
Nam
,
R.
Hailstone
,
S. D.
Kevan
,
J. B.
Kortright
,
K.
Liu
,
L. B.
Sorensen
,
B. R.
York
, and
O.
Hellwig
,
Phys. Rev. B
87
,
184428
(
2013
).
31.
J. E.
Davies
,
O.
Hellwig
,
E. E.
Fullerton
,
G.
Denbeaux
,
J. B.
Kortright
, and
K.
Liu
,
Phys. Rev. B
70
,
224434
(
2004
).
32.
R. K.
Dumas
,
K.
Liu
,
C. P.
Li
,
I. V.
Roshchin
, and
I. K.
Schuller
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
202501
(
2007
).
33.
C. R.
Pike
,
A. P.
Roberts
, and
K. L.
Verosub
,
J. Appl. Phys.
85
,
6660
(
1999
).
34.
I. D.
Mayergoyz
,
Mathematical Models of Hysteresis
(
Springer-Verlag
,
New York
,
1991
).
35.
J. E.
Davies
,
O.
Hellwig
,
E. E.
Fullerton
,
J. S.
Jiang
,
S. D.
Bader
,
G. T.
Zimanyi
, and
K.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
262503
(
2005
).
36.
J. E.
Davies
,
D. A.
Gilbert
,
S. M.
Mohseni
,
R. K.
Dumas
,
J.
Akerman
, and
K.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
022409
(
2013
).
37.

Note that in Fig. 2(a), diffraction from the Si substrate is clearly visible, while it is absent in Fig. 2(b). This is because sample 3P2 tends to be delaminated from the Si substrate in places that are thin enough for TEM analysis.

38.
B. J.
Kirby
,
P. A.
Kienzle
,
B. B.
Maranville
,
N. F.
Berk
,
J.
Krycka
,
F.
Heinrich
, and
C. F.
Majkrzak
,
Curr. Opin. Colloid Interface Sci.
17
,
44
(
2012
).
You do not currently have access to this content.