亚铁磁绝缘体中斯格明子气泡的电流驱动动力学与棘轮效应
介观与纳米尺度物理
2023-01-20 v1
摘要
磁性斯格明子是一种紧凑的手性自旋织构，展现出丰富的拓扑现象，并有望用于开发由自旋电流驱动的高密度存储器件和新型计算方案。在此，我们展示了与 Pt 耦合的亚铁磁绝缘体 Tm3Fe5O12（TmIG）中斯格明子气泡的室温界面稳定化与电流驱动控制。我们追踪了单个斯格明子气泡的电流诱导运动。晶体的亚铁磁序连同自旋轨道转矩与钉扎的相互作用决定了 TmIG 中斯格明子的动力学，并导致以负偏转角和跳跃运动为特征的强斯格明子霍尔效应。进一步，我们表明通过将 TmIG 与面内磁化的 Y3Fe5O12 层交换耦合，可改变斯格明子气泡的速度和去钉扎阈值，这扭曲了斯格明子的自旋织构并导致其动力学的方向相关整流。该效应等同于磁棘轮，被用于调控赛道状器件中的斯格明子流。
引用
@article{arxiv.2301.08183,
title = {Current-driven dynamics and ratchet effect of skyrmion bubbles in a ferrimagnetic insulator},
author = {Saül Vélez and Sandra Ruiz-Gómez and Jakob Schaab and Elzbieta Gradauskaite and Martin S. Wörnle and Pol Welter and Benjamin J. Jacot and Christian L. Degen and Morgan Trassin and Manfred Fiebig and Pietro Gambardella},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.08183},
year = {2023}
}
备注
52 pages, 24 figures (manuscript, extended data and supplementary information)