一种在室温下具有小尺寸斯格明子的原子级定制手性磁体
材料科学
2024-06-28 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
创造自然界中不存在的材料可带来科学与技术的突破。磁性斯格明子是拓扑激发态，因其在低功耗、超高密度存储器中的潜在应用而近期受到广泛关注。一个主要挑战是寻找同时满足室温下稳定且尺寸小的斯格明子这一双重要求的材料。在此，我们通过使用远离热平衡的原子层分子束外延(MBE)制备具有过量Fe的外延FeGe薄膜，实现了这两个目标。我们的新颖原子层设计允许掺入20%的过量Fe，同时保持由理论计算支持且为稳定斯格明子所必需的非中心对称晶体结构。我们表明居里温度远高于室温，并且由拓扑霍尔效应探测到的斯格明子尺寸小至15 nm，这已通过洛伦兹透射电子显微镜(LTEM)和磁力显微镜(MFM)成像证实。我们的结果展示了在原子尺度上定制人工材料以影响纳米技术的新途径。
引用
@article{arxiv.2303.05106,
title = {An Atomically Tailored Chiral Magnet with Small Skyrmions at Room Temperature},
author = {Tao Liu and Camelia M. Selcu and Binbin Wang and Núria Bagués and Po-Kuan Wu and Timothy Q. Hartnett and Shuyu Cheng and Denis Pelekhov and Roland A. Bennett and Joseph Perry Corbett and Jacob R. Repicky and Brendan McCullian and P. Chris Hammel and Jay A. Gupta and Mohit Randeria and Prasanna V. Balachandran and David W. McComb and Roland K. Kawakami},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.05106},
year = {2024}
}
备注
22 figures, 34 pages