在莫尔磁异质结构中设计层状二维 skyrmion 晶格
材料科学
2023-12-13 v2 量子物理
摘要
Skyrmion 有望用于下一代自旋电子与磁子器件，但其零场稳定性及通过手性相互作用的可控成核仍具挑战。在本理论研究中，我们探索莫尔磁异质结构利用二维磁体中依赖于堆垛的磁性来产生有序 skyrmion 晶格的潜力。我们考虑通过扭转超薄 CrBr_3 薄膜置于 CrI_3 衬底之上形成的异质结构，并假设存在适度的界面 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用。在大的莫尔周期与合适的衬底厚度下，由于 CrBr_3 相较于 CrI_3 交换相互作用更弱，界面 CrBr_3 层中浮现出莫尔 skyrmion 晶格。该晶格随后通过涌现的手性层间场投影到 CrBr_3 薄膜的其余层。通过改变超薄 CrBr_3 薄膜内的原始堆垛构型，我们实现了层状铁磁与反铁磁 skyrmion 晶格，而无需永久磁场。我们的发现暗示了在莫尔磁异质结构中创造彩色 skyrmion 晶格的可能性，从而推动对其基本性质与技术相关性的进一步探索。
引用
@article{arxiv.2302.01074,
title = {Designing layered 2D skyrmion lattices in moir\'e magnetic hetero-structures},
author = {Bilal Jabakhanji and Doried Ghader},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01074},
year = {2023}
}