The strain tunable exchange bias has attracted much attention due to its practical applications in flexible and wearable spintronic devices. Here, the flexible epitaxial NiMn/γ′-Fe4N bilayers are deposited by facing-target reactive sputtering. The maximum strain-induced change ratios of exchange bias field HEB and coercivity HC (|ΔHEB/HEB| and |ΔHC/HC|) are 51% and 22%, respectively. A large strain-induced |ΔHEB/HEB| appears in a thicker ferromagnetic layer, but a large |ΔHC/HC|) appears in a thinner ferromagnetic layer. At a compressive strain, the antiferromagnetic anisotropy of the tetragonal NiMn layer increases, resulting in an increased HC of NiMn/γ′-Fe4N bilayers. The bending-strain induced changes of anisotropy magnetoresistance and planar Hall resistance are also observed at low magnetic fields. The bending-strain tailored magnetic properties can be ascribed to the distributions of ferromagnetic and antiferromagnetic anisotropies.

1.
T. Q.
Trung
and
N. E.
Lee
,
Adv. Mater.
28
,
4338
(
2016
).
2.
J. A.
Rogers
,
T.
Someya
, and
Y. G.
Huang
,
Science
372
,
1603
(
2010
).
3.
J.
Zhang
,
G. W.
Zhou
,
Z.
Yan
,
H. H.
Ji
,
X. L.
Li
,
Z. Y.
Quan
,
Y. H.
Bai
, and
X. H.
Xu
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
11
,
26460
(
2019
).
4.
T. D.
Ha
,
M.
Yen
,
Y. H.
Lai
,
C. Y.
Kuo
,
C. T.
Chen
,
A.
Tanaka
,
L. Z.
Tsai
,
Y. F.
Zhao
,
C. G.
Duan
,
S. F.
Lee
,
C. F.
Chang
,
J. Y.
Juang
, and
Y. H.
Chu
,
Nanoscale
12
,
3284
(
2020
).
5.
H. H.
Li
,
Q. F.
Zhan
,
Y. W.
Liu
,
L. P.
Liu
,
H. L.
Yang
,
Z. H.
Zuo
,
T.
Shang
,
B. M.
Wang
, and
R. W.
Li
,
ACS Nano
10
,
4403
(
2016
).
6.
J.
Zhu
,
J. A.
Katine
,
G. E.
Rowlands
,
Y. J.
Chen
,
Z.
Duan
,
J. G.
Alzate
,
P.
Upadhyaya
,
J.
Langer
,
P. K.
Amiri
,
K. L.
Wang
, and
I. N.
Kivorotov
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
197203
(
2012
).
7.
V.
Baltz
,
J.
Sort
,
S.
Landis
,
B.
Rodmacq
,
B.
Rodmacq
, and
B.
Dieny
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
117201
(
2005
).
8.
L.
Wang
,
C.
Feng
,
Y. K.
Li
,
F.
Meng
,
S. R.
Wang
,
M. K.
Yao
,
X. L.
Xu
,
F.
Yang
,
B. H.
Li
, and
G. H.
Yu
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
11
,
32475
(
2019
).
9.
Z. D.
Xu
,
S. B.
Hu
,
R.
Wu
,
J. O.
Wang
,
T.
Wu
, and
L.
Chen
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
10
,
30803
(
2018
).
10.
A. T.
Chen
,
Y.
Wen
,
B.
Fang
,
Y. L.
Zhao
,
Q.
Zhang
,
Y. S.
Chang
,
P. S.
Li
,
H.
Wu
,
H. L.
Huang
,
Y. L.
Lu
,
Z. M.
Zeng
,
J. W.
Cai
,
X. F.
Han
,
T.
Wu
,
X. X.
Zhang
, and
Y. G.
Zhao
,
Nat. Commun.
10
,
243
(
2019
).
11.
Z. H.
Tang
,
B. M.
Wang
,
H. L.
Yang
,
X. Y.
Xu
,
Y.
Liu
,
D. D.
Sun
,
L. X.
Xia
,
Q. F.
Zhan
,
B.
Chen
,
M. H.
Tang
,
Y. C.
Zhou
,
J. L.
Wang
, and
R. W.
Li
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
103504
(
2014
).
12.
Z.
Zhang
,
E.
Liu
,
W.
Zhang
,
P. K. J.
Wong
,
Z.
Xu
,
F.
Hu
,
X.
Li
,
J. X.
Tang
,
A. T. S.
Wee
, and
F.
Xu
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
11
,
8258
(
2019
).
13.
Z. H.
Zeng
,
T. T.
Wu
,
D. X.
Han
,
Q.
Ren
,
G.
Siqueira
, and
G.
Nyström
,
ACS Nano
14
,
2927
(
2020
).
14.
O.
Guillon
,
F.
Thiebaud
, and
D.
Perreux
,
Int. J. Fract.
117
,
235
(
2002
).
15.
Y.
Qi
,
J.
Kim
,
T. D.
Nguyen
,
B.
Lisko
,
P. K.
Purohit
, and
M. C.
McAlpine
,
Nano Lett.
11
,
1331
(
2011
).
16.
W. R.
Che
,
X. F.
Xiao
,
N. Y.
Sun
,
Y. Q.
Zhang
,
R.
Shan
, and
Z. G.
Zhu
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
262404
(
2014
).
17.
I.
Bretos
,
R.
Jiménez
,
A.
Wu
,
A. I.
Kingon
,
P. M.
Vilarinho
, and
M. L.
Calzada
,
Adv. Mater.
26
,
1405
(
2014
).
18.
G. H.
Dai
,
Q. F.
Zhan
,
Y. W.
Liu
,
H. L.
Yang
,
X. S.
Zhang
,
B.
Chen
, and
R. W.
Li
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
122407
(
2012
).
19.
Y.
Zhang
,
W. B.
Mi
,
X. C.
Wang
, and
X. X.
Zhang
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
17
,
15435
(
2015
).
20.
Z. X.
Lai
,
Z. R.
Li
,
X.
Liu
,
H. L.
Bai
,
Y. F.
Tian
, and
W. B.
Mi
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
51
,
245001
(
2018
).
21.
J.
Jiang
,
Y.
Bitla
,
C. W.
Huang
,
T. H.
Do
,
H. J.
Liu
,
Y. H.
Hsieh
,
C. H.
Ma
,
C. Y.
Jang
,
Y. H.
Lai
,
P. W.
Chiu
,
W. W.
Wu
,
Y. C.
Chen
,
Y. C.
Zhou
, and
Y. H.
Chu
,
Sci. Adv.
3
,
e1700121
(
2017
).
22.
C. H.
Ma
,
J. C.
Lin
,
H. J.
Liu
,
T. H.
Do
,
Y. M.
Zhu
,
T. D.
Ha
,
Q.
Zhan
,
J. Y.
Juang
,
Q.
He
,
E.
Arenholz
,
P. W.
Chiu
, and
Y. H.
Chu
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
253104
(
2016
).
23.
Y.
Bitla
and
Y. H.
Chu
,
FlatChem
3
,
26
(
2017
).
24.
S. G.
Barlow
and
D. A. C.
Manning
,
Br. Ceram. Trans.
98
,
122
(
1999
).
25.
H.
Wu
,
H.
Sun
, and
C. F.
Chen
,
Phys. Rev. B
91
,
064102
(
2015
).
26.
T.
Gressmann
,
M.
Wohlschlögel
,
S.
Shang
,
U.
Welzel
,
A.
Leineweber
,
E. J.
Mittemeijer
, and
Z. K.
Liu
,
Acta Mater.
55
,
5833
(
2007
).
27.
S.
Kokado
,
N.
Fujima
,
K.
Harigaya
,
H.
Shimizu
, and
A.
Sakuma
,
Phys. Rev. B
73
,
172410
(
2006
).
28.
K.
Sunaga
,
M.
Tsunoda
,
K.
Komagaki
,
Y.
Uehara
, and
M.
Takahashi
,
J. Appl. Phys.
102
,
013917
(
2007
).
29.
J. L.
Costa-Krämer
,
D. M.
Borsa
,
J. M.
García-Martín
,
M. S.
Martín-González
,
D. O.
Boerma
, and
F.
Briones
,
Phys. Rev. B
69
,
144402
(
2004
).
30.
T.
Lin
,
D.
Mauri
,
N.
Staud
,
C.
Hwang
, and
G. L.
Gorman
,
Appl. Phys. Lett.
65
,
1183
(
1994
).
31.
J. S.
Kasper
and
J. S.
Kouvel
,
J. Phys. Chem. Solids
11
,
231
(
1959
).
32.
X. S.
Zhang
,
Q. F.
Zhan
,
G. H.
Dai
,
Y. W.
Liu
,
Z. H.
Zuo
,
H. L.
Yang
,
B.
Chen
, and
R. W.
Li
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
022412
(
2013
).
33.
J.
Nogués
and
I. K.
Schuller
,
J. Magn. Magn. Mater.
192
,
203
(
1999
).
34.
M.
Kiwi
,
J. Magn. Magn. Mater.
234
,
584
(
2001
).
35.
X. H.
Shi
,
M.
Wu
,
Z. X.
Lai
,
X. J.
Li
,
P.
Gao
, and
W. B.
Mi
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
12
,
27394
(
2020
).
36.
Z. R.
Li
,
W. B.
Mi
,
X. C.
Wang
, and
H. L.
Bai
,
J. Magn. Magn. Mater.
379
,
124
(
2015
).
37.
W. B.
Mi
,
Z. B.
Guo
,
X. P.
Feng
, and
H. L.
Bai
,
Acta Mater.
61
,
6387
(
2013
).
38.
W. C.
Zheng
,
D. X.
Zheng
,
Y. C.
Wang
,
D.
Li
,
C.
Jin
, and
H. L.
Bai
,
J. Magn. Magn. Mater.
481
,
227
(
2019
).
39.
S.
Zhang
and
Z.
Li
,
Phys. Rev. B
65
,
054406
(
2001
).
40.
Z. R.
Li
,
W. B.
Mi
,
X. C.
Wang
, and
X. X.
Zhang
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
7
,
3840
(
2015
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.