自旋极化电流稳定的印刻磁孤子的产生、输运与检测

随着最近关于在室温下将斯格明子用于赛道存储器的提议，斯格明子学已成为一个极具吸引力的领域。然而，为了斯格明子的稳定性，必须在系统中引入Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）和面外磁场。在这项工作中，我们探索了一个没有这些相互作用的系统。首先，我们提出了一种可控方法，通过具有磁涡旋态的纳米图案化纳米盘，在铁磁纳米带上印刻产生磁斯格明子和斯格明子素。然后，我们研究了印刻自旋纹理从纳米盘底部的脱离，以及通过施加在纳米带中的自旋极化电流脉冲所施加的自旋转移力矩进行的输运。移动的印刻自旋纹理的一个显著特征是其拓扑数$Q$在平均值$Q=0$附近振荡，仿佛它是$Q=\pm 1$的斯格明子与$Q=0$的磁泡之间的共振态。我们可以称之为共振磁孤子（RMS）。RMS沿直线运动，因为它不受斯格明子霍尔效应的影响。在我们研究的器件中，使用相同的电极来实现印刻自旋纹理的脱离及其输运。此外，我们还研究了RMS与磁隧道结传感器之间的相互作用，其中RMS在纳米带中的通过可以被很好地检测到。我们的结果将有助于开发基于可移动自旋纹理的新型自旋电子学器件。