用于几何调控磁手性的人工双螺旋结构
介观与纳米尺度物理
2020-07-08 v1
摘要
手性在自然界中起着重要作用,从粒子物理到DNA皆然,由于其带来的科学和技术机遇,对手性的调控备受追求。对于磁性材料,自旋间的手性相互作用促进了复杂漩涡状磁态(如skyrmion)的形成,其具有丰富的拓扑性质,在未来技术中潜力巨大。目前,手性磁性要么需要受限的天然材料族,要么需要利用界面效应的合成薄膜体系。在此,利用最先进的纳米加工与磁X射线显微镜,我们展示了通过纳米尺度三维几何效应来印刻复杂手性自旋态。通过在人工铁磁双螺旋纳米结构中平衡偶极与交换相互作用,我们创造了具有明确自旋手性的磁畴与畴壁,该手性仅由手性几何决定。我们进一步展示了通过局域对接相反手性的几何结构来创造受限三维自旋纹理与拓扑缺陷的能力。仅通过三维纳米图案化即可创造手性自旋纹理,使得对复杂拓扑磁态的性质与位置实现精细控制,这对于开发未来手性提供增强功能的超材料与器件具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2001.07130,
title = {Artificial double-helix for geometrical control of magnetic chirality},
author = {Dédalo Sanz-Hernández and Aurelio Hierro-Rodriguez and Claire Donnelly and Javier Pablo-Navarro and Andrea Sorrentino and Eva Pereiro and César Magén and Stephen McVitie and José María de Teresa and Salvador Ferrer and Peter Fischer and Amalio Fernández-Pacheco},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.07130},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 3 figures