Interfaces between antiferromagnetic CoO and ferromagnetic Fe are typically characterized by the development of Fe oxides. Recently, it was shown that the use of a proper ultra-thin Co buffer layer prevents the formation of Fe oxides [Brambilla et al., Appl. Surf. Sci. 362, 374 (2016)]. In the present work, we investigate the magnetic properties of such an interface, and we find evidence for an in-plane uniaxial magnetic anisotropy, which is characterized by a multijump reversal behavior in the magnetization hysteresis loops. X-ray photoemission spectroscopy and element-sensitive hysteresis loops reveal that the occurrence of such an anisotropy is a phenomenon developing at the very interface.
References
1.
V.
Garcia
, M.
Bibes
, L.
Bocher
, S.
Valencia
, F.
Kronast
, A.
Crassous
, X.
Moya
, S.
Enouz-Vedrenne
, A.
Gloter
, D.
Imhoff
, C.
Deranlot
, N. D.
Mathur
, S.
Fusil
, K.
Bouzehouane
, and A.
Barthélémy
, Science
327
, 1106
(2010
).2.
G.-X.
Miao
, M.
Münzenberg
, and J. S.
Moodera
, Rep. Prog. Phys.
74
, 036501
(2011
).3.
M.
Bibes
, J. E.
Villegas
, and A.
Barthélémy
, Adv. Phys.
60
, 5
(2011
).4.
Y.-H.
Chu
, L. A. W.
Martin
, M. B.
Holcomb
, M.
Gajek
, S.-J.
Han
, N.
He
, Q.
Balke
, C.-H.
Yang
, D.
Lee
, W.
Hu
, Q.
Zhan
, P.-L.
Yang
, A.
Fraile-Rodriguez
, A.
Scholl
, S. X.
Wang
, and R.
Ramesh
, Nat. Mater.
7
, 478
(2008
).5.
S.
Valencia
, A.
Crassous
, L.
Bocher
, V.
Garcia
, X.
Moya
, R. O.
Cherifi
, C.
Deranlot
, K.
Bouzehouane
, S.
Fusil
, A.
Zobelli
, A.
Gloter
, N. D.
Mathur
, A.
Gaupp
, R.
Abrudan
, F.
Radu
, A.
Barthélémy
, and M.
Bibes
, Nat. Mater.
10
, 753
(2011
).6.
J.
Nogués
, J.
Sort
, V.
Langlais
, V.
Skumryev
, S.
Suriñach
, J.
Muñoz
, and M.
Baró
, Phys. Rep.
422
, 65
(2005
).7.
S. D.
Bader
, Rev. Mod. Phys.
78
, 1
(2006
).8.
S.
Ouazi
, S.
Vlaic
, S.
Rusponi
, G.
Moulas
, P.
Buluschek
, K.
Halleux
, S.
Bornemann
, S.
Mankovsky
, J.
Minár
, J. B.
Staunton
, H.
Ebert
, and H.
Brune
, Nat. Commun.
3
, 1313
(2012
).9.
H.
Ohldag
, T. J.
Regan
, J.
Stöhr
, A.
Scholl
, F.
Nolting
, J.
Lüning
, C.
Stamm
, S.
Anders
, and R. L.
White
, Phys. Rev. Lett.
87
, 247201
(2001
).10.
E.
Młyńczak
, J.
Gurgul
, J.
Przewoźnik
, D.
Wilgocka-Ślȩzak
, K.
Freindl
, N.
Spiridis
, and J.
Korecki
, Appl. Surf. Sci.
304
, 86
(2014
).11.
Y.
Fan
, K. J.
Smith
, G.
Lupke
, A. T.
Hanbicki
, R.
Goswami
, C. H.
Li
, H. B.
Zhao
, and B. T.
Jonker
, Nat. Nanotechnol.
8
, 438
(2013
).12.
Magnetic Properties of Antiferromagnetic Oxide Materials
, edited by L.
Duò
, M.
Finazzi
, and F.
Ciccacci
(Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
, Weinheim
, 2010
).13.
M.
Finazzi
, L.
Duò
, and F.
Ciccacci
, Surf. Sci. Rep.
64
, 139
(2009
).14.
J.
Wu
, J. S.
Park
, W.
Kim
, E.
Arenholz
, M.
Liberati
, A.
Scholl
, Y. Z.
Wu
, C.
Hwang
, and Z. Q.
Qiu
, Phys. Rev. Lett.
104
, 217204
(2010
).15.
Y.
Meng
, J.
Li
, A.
Tan
, E.
Jin
, J.
Son
, J. S.
Park
, A.
Doran
, A. T.
Young
, A.
Scholl
, E.
Arenholz
, J.
Wu
, C.
Hwang
, H. W.
Zhao
, and Z. Q.
Qiu
, Appl. Phys. Lett.
98
, 212508
(2011
).16.
J.
Li
, A.
Tan
, S.
Ma
, R. F.
Yang
, E.
Arenholz
, C.
Hwang
, and Z. Q.
Qiu
, Phys. Rev. Lett.
113
, 147207
(2014
).17.
A.
Picone
, M.
Riva
, A.
Brambilla
, A.
Calloni
, G.
Bussetti
, M.
Finazzi
, F.
Ciccacci
, and L.
Duò
, Surf. Sci. Rep.
71
, 32
(2016
).18.
M.
Gruyters
and D.
Schmitz
, Phys. Rev. Lett.
100
, 077205
(2008
).19.
R.
Bali
, M. M.
Soares
, A. Y.
Ramos
, H. C. N.
Tolentino
, F.
Yildiz
, C.
Boudot
, O.
Proux
, M.
De Santis
, M.
Przybylski
, and J.
Kirschner
, Appl. Phys. Lett.
100
, 132403
(2012
).20.
J.
Wu
, D.
Carlton
, J. S.
Park
, Y.
Meng
, E.
Arenholz
, A.
Doran
, A. T.
Young
, A.
Scholl
, C.
Hwang
, H. W.
Zhao
, J.
Bokor
, and Z. Q.
Qiu
, Nat. Phys.
7
, 303
(2011
).21.
A.
Brambilla
, A.
Picone
, D.
Giannotti
, M.
Riva
, G.
Bussetti
, G.
Berti
, A.
Calloni
, M.
Finazzi
, F.
Ciccacci
, and L.
Duò
, Appl. Surf. Sci.
362
, 374
(2016
).22.
A.
Picone
, M.
Riva
, A.
Brambilla
, D.
Giannotti
, O.
Ivashko
, G.
Bussetti
, M.
Finazzi
, F.
Ciccacci
, and L.
Duò
, J. Phys. Chem. C
120
, 5233
(2016
).23.
A.
Brambilla
, P.
Sessi
, M.
Cantoni
, L.
Duò
, M.
Finazzi
, and F.
Ciccacci
, Thin Solid Films
516
, 7519
(2008
).24.
M.
Riva
, A.
Picone
, D.
Giannotti
, A.
Brambilla
, G.
Fratesi
, G.
Bussetti
, L.
Duò
, F.
Ciccacci
, and M.
Finazzi
, Phys. Rev. B
92
, 115434
(2015
).25.
P.
Torelli
, E.
Soares
, G.
Renaud
, S.
Valeri
, X.
Guo
, and P.
Luches
, Surf. Sci.
601
, 2651
(2007
).26.
P.
Torelli
, E. A.
Soares
, G.
Renaud
, L.
Gragnaniello
, S.
Valeri
, X. X.
Guo
, and P.
Luches
, Phys. Rev. B
77
, 081409
(2008
).27.
A.
Picone
, M.
Riva
, G.
Fratesi
, A.
Brambilla
, G.
Bussetti
, M.
Finazzi
, L.
Duò
, and F.
Ciccacci
, Phys. Rev. Lett.
113
, 046102
(2014
).28.
E.
Carpene
, E.
Mancini
, C.
Dallera
, E.
Puppin
, and S.
De Silvestri
, J. Appl. Phys.
108
, 063919
(2010
).29.
R. P.
Cowburn
, S. J.
Gray
, and J. A. C.
Bland
, Phys. Rev. Lett.
79
, 4018
(1997
).30.
R. P.
Cowburn
, S. J.
Gray
, J.
Ferré
, J. A. C.
Bland
, and J.
Miltat
, J. Appl. Phys.
78
, 7210
(1995
).31.
Q.
Li
, T.
Gu
, J.
Zhu
, Z.
Ding
, J. X.
Li
, J. H.
Liang
, Y. M.
Luo
, Z.
Hu
, C. Y.
Hua
, H.-J.
Lin
, T. W.
Pi
, C.
Won
, and Y. Z.
Wu
, Phys. Rev. B
91
, 104424
(2015
).32.
F.
Bisio
, R.
Moroni
, F.
Buatier de Mongeot
, M.
Canepa
, and L.
Mattera
, Phys. Rev. Lett.
96
, 057204
(2006
).33.
M. O.
Liedke
, M.
Körner
, K.
Lenz
, F.
Grossmann
, S.
Facsko
, and J.
Fassbender
, Appl. Phys. Lett.
100
, 242405
(2012
).34.
Q.-f.
Zhan
, C.
Van Haesendonck
, S.
Vandezande
, and K.
Temst
, Appl. Phys. Lett.
94
, 042504
(2009
).35.
M.
Cantoni
, M.
Riva
, R.
Bertacco
, and F.
Ciccacci
, Phys. Rev. B
74
, 134415
(2006
).36.
Q. F.
Zhan
, S.
Vandezande
, K.
Temst
, and C. V.
Haesendonck
, New J. Phys.
11
, 063003
(2009
).37.
G.
Berti
, A.
Calloni
, A.
Brambilla
, G.
Bussetti
, L.
Duò
, and F.
Ciccacci
, Rev. Sci. Instrum.
85
, 073901
(2014
).38.
A.
Borghi
, A.
Bona
, D.
Bisero
, and S.
Valeri
, Appl. Surf. Sci.
150
, 13
(1999
).39.
G.
Panaccione
, I.
Vobornik
, J.
Fujii
, D.
Krizmancic
, E.
Annese
, L.
Giovanelli
, F.
Maccherozzi
, F.
Salvador
, A.
De Luisa
, D.
Benedetti
, A.
Gruden
, P.
Bertoch
, F.
Polack
, D.
Cocco
, G.
Sostero
, B.
Diviacco
, M.
Hochstrasser
, U.
Maier
, D.
Pescia
, C. H.
Back
, T.
Greber
, J.
Osterwalder
, M.
Galaktionov
, M.
Sancrotti
, and G.
Rossi
, Rev. Sci. Instrum.
80
, 043105
(2009
).40.
A.
Picone
, A.
Brambilla
, A.
Calloni
, L.
Duò
, M.
Finazzi
, and F.
Ciccacci
, Phys. Rev. B
83
, 235402
(2011
).© 2016 Author(s).
2016
Author(s)
You do not currently have access to this content.
