Employing Brillouin spectroscopy, strong interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interactions have been observed in an ultrathin Pt/CoFeB film. Our micromagnetic simulations show that spin-wave nonreciprocity due to asymmetric surface pinning is insignificant for the 0.8 nm-thick CoFeB film studied. The observed high asymmetry of the monotonic spin wave dispersion relation is thus ascribed to strong Dzyaloshinskii-Moriya interactions present at the Pt/CoFeB interface. Our findings should further enhance the significance of CoFeB as an important material for magnonic and spintronic applications.
References
1.
I.
Dzyaloshinsky
, J. Phys. Chem. Solids
4
, 241
(1958
).2.
3.
A.
Fert
and P. M.
Levy
, Phys. Rev. Lett.
44
, 1538
(1980
).4.
K.-S.
Ryu
, S.-H.
Yang
, L.
Thomas
, and S. S. P.
Parkin
, Nat. Commun.
5
, 3910
(2014
).5.
K.
Zakeri
, Y.
Zhang
, J.
Prokop
, T. H.
Chuang
, N.
Sakr
, W. X.
Tang
, and J.
Kirschner
, Phys. Rev. Lett.
104
, 137203
(2010
).6.
S.
Heinze
, K.
von Bergmann
, M.
Menzel
, J.
Brede
, A.
Kubetzka
, R.
Wiesendanger
, G.
Bihlmayer
, and S.
Blugel
, Nat. Phys.
7
, 713
(2011
).7.
S.
Mühlbauer
, B.
Binz
, F.
Jonietz
, C.
Pfleiderer
, A.
Rosch
, A.
Neubauer
, R.
Georgii
, and P.
Böni
, Science
323
, 915
(2009
).8.
X. Z.
Yu
, Y.
Onose
, N.
Kanazawa
, J. H.
Park
, J. H.
Han
, Y.
Matsui
, N.
Nagaosa
, and Y.
Tokura
, Nature
465
, 901
(2010
).9.
X. Z.
Yu
, N.
Kanazawa
, Y.
Onose
, K.
Kimoto
, W. Z.
Zhang
, S.
Ishiwata
, Y.
Matsui
, and Y.
Tokura
, Nat. Mater.
10
, 106
(2011
).10.
A. N.
Bogdanov
and D. A.
Yablonskii
, Sov. Phys. JETP
68
, 101
(1989
).11.
A.
Bogdanov
and A.
Hubert
, J. Magn. Magn. Mater.
138
, 255
(1994
).12.
A. N.
Bogdanov
and U. K.
Rößler
, Phys. Rev. Lett.
87
, 037203
(2001
).13.
U. K.
Rößler
, A. N.
Bogdanov
, and C.
Pfleiderer
, Nature
442
, 797
(2006
).14.
A.
Fert
, V.
Cros
, and J.
Sampaio
, Nat. Nanotechnol.
8
, 152
(2013
).15.
X. Z.
Yu
, N.
Kanazawa
, W. Z.
Zhang
, T.
Nagai
, T.
Hara
, K.
Kimoto
, Y.
Matsui
, Y.
Onose
, and Y.
Tokura
, Nat. Commun.
3
, 988
(2012
).16.
S.
Banerjee
, J.
Rowland
, O.
Erten
, and M.
Randeria
, Phys. Rev. X
4
, 031045
(2014
).17.
K.
Di
, V. L.
Zhang
, H. S.
Lim
, S. C.
Ng
, M. H.
Kuok
, J.
Yu
, J.
Yoon
, X.
Qiu
, and H.
Yang
, “Direct observation of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in a Pt/Co/Ni film
,” preprint arXiv:1409.8570 (2014
).18.
R. E.
Camley
, Surf. Sci. Rep.
7
, 103
(1987
).19.
B.
Hillebrands
, Phys. Rev. B
41
, 530
(1990
).20.
T.
Kawahara
, K.
Ito
, R.
Takemura
, and H.
Ohno
, Microelectron. Reliab.
52
, 613
(2012
).21.
X.
Qiu
, P.
Deorani
, K.
Narayanapillai
, K.-S.
Lee
, K.-J.
Lee
, H.-W.
Lee
, and H.
Yang
, Sci. Rep.
4
, 4491
(2014
).22.
S.
Ikeda
, K.
Miura
, H.
Yamamoto
, K.
Mizunuma
, H. D.
Gan
, M.
Endo
, S.
Kanai
, J.
Hayakawa
, F.
Matsukura
, and H.
Ohno
, Nat. Mater.
9
, 721
(2010
).23.
S.
Ikeda
, J.
Hayakawa
, Y.
Ashizawa
, Y. M.
Lee
, K.
Miura
, H.
Hasegawa
, M.
Tsunoda
, F.
Matsukura
, and H.
Ohno
, Appl. Phys. Lett.
93
, 082508
(2008
).24.
P. P. J.
Haazen
, E.
Murè
, J. H.
Franken
, R.
Lavrijsen
, H. J. M.
Swagten
, and B.
Koopmans
, Nat. Mater.
12
, 299
(2013
).25.
S.
Emori
, U.
Bauer
, S.-M.
Ahn
, E.
Martinez
, and G. S. D.
Beach
, Nat. Mater.
12
, 611
(2013
).26.
J.
Torrejon
, J.
Kim
, J.
Sinha
, S.
Mitani
, M.
Hayashi
, M.
Yamanouchi
, and H.
Ohno
, Nat. Commun.
5
, 4655
(2014
).27.
G.
Malinowski
, K. C.
Kuiper
, R.
Lavrijsen
, H. J. M.
Swagten
, and B.
Koopmans
, Appl. Phys. Lett.
94
, 102501
(2009
).28.
M.
Donahue
and D. G.
Porter
, OOMMF User's Guide
, Version 1.0, Interagency Report NISTIR 6376 (NIST, Gaithersburg, MD
, USA
, 1999
).29.
K.
Di
, H. S.
Lim
, V. L.
Zhang
, S. C.
Ng
, M. H.
Kuok
, H. T.
Nguyen
, and M. G.
Cottam
, J. Appl. Phys.
115
, 053904
(2014
).30.
S. O.
Demokritov
, B.
Hillebrands
, and A. N.
Slavin
, Phys. Rep.
348
, 441
(2001
).31.
M. G.
Cottam
and D. J.
Lockwood
, Light Scattering in Magnetic Solids
(Wiley
, New York
, 1986
).32.
Z. K.
Wang
, V. L.
Zhang
, H. S.
Lim
, S. C.
Ng
, M. H.
Kuok
, S.
Jain
, and A. O.
Adeyeye
, Appl. Phys. Lett.
94
, 083112
(2009
).33.
J.-H.
Moon
, S.-M.
Seo
, K.-J.
Lee
, K.-W.
Kim
, J.
Ryu
, H.-W.
Lee
, R. D.
McMichael
, and M. D.
Stiles
, Phys. Rev. B
88
, 184404
(2013
).34.
D.
Cortés-Ortuño
and P.
Landeros
, J. Phys.: Condens. Matter
25
, 156001
(2013
).35.
S.
Rohart
and A.
Thiaville
, Phys. Rev. B
88
, 184422
(2013
).36.
37.
© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.