利用局部磁场梯度控制斯格明子晶格取向
介观与纳米尺度物理
2025-12-24 v2
摘要
精确控制磁性斯格明子晶格的形成和排列，对于理解其涌现行为并推动其集成到自旋电子学和磁振子学器件中至关重要。我们报告了一种简单且微创的技术，利用单次扫描磁力显微镜（MFM）在软磁CoFeB中成核和操控斯格明子晶格。通过调整扫描线间距以匹配本征条纹畴周期，来自MFM针尖的杂散场梯度诱导了从条纹畴到孤立斯格明子和局部有序晶格的可逆转变。提取得到的斯格明子位置用于计算局部取向序参量，从而能够定量评估晶格有序度。随着重复扫描，观察到的系统性改善，表明从无序态到有序六方晶格的转变。此外，我们证明通过改变扫描方向可以确定性地旋转晶格取向，这已通过实空间分析和快速傅里叶变换得到证实。该方法能够按需控制亚稳态斯格明子纹理的创建、重排和删除。我们的方法为研究拓扑自旋系统中的二维相行为建立了一个实用且可访问的平台，提供了对晶格对称性、有序度和取向的直接且可重构的控制。
引用
@article{arxiv.2508.14771,
title = {Controlling Skyrmion Lattice Orientation with Local Magnetic Field Gradients},
author = {Duc Minh Tran and Edoardo Mangini and Elizabeth M. Jefremovas and Fabian Kammerbauer and Dennis Meier and Robert Frömter and Mathias Kläui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.14771},
year = {2025}
}