连续薄膜中亚稳态靶态斯格明子态的实验实现

靶态斯格明子是一种拓扑自旋纹理，其中磁化的面外分量扭曲了整数个 $m$-$\pi$ 旋转。基于 $n\times$[CoFeB/MgO/Ta] 形式的磁性多层堆叠，该堆叠被设计为通过偶极能和 DMI 能容纳拓扑自旋纹理，我们通过在接近室温下调节材料性质和热激发，成功稳定了 1$\pi$、2$\pi$ 和 3$\pi$ 靶态斯格明子。通过克尔和磁力显微镜成像的成核纹理在零磁场下是稳定的，并且在接近室温（RT = 292 K）的一定温度范围内（数十开尔文）以及长时间尺度（数月）内具有鲁棒性。在施加磁场下，靶态斯格明子向中心斯格明子核心塌缩，该核心能抵抗更高的磁场（约为靶态斯格明子湮灭场的 2 倍），因为该核心受到拓扑保护。微磁模拟支持我们的实验发现，表明在 0 K 下没有靶态斯格明子成核，但在 300 K 下，对于实验样品参数有约 30% 的成核概率。我们的工作提供了一种在连续薄膜中定制自旋纹理的简单方法，使其能够在二维空间中自由移动，创建了一个可转移至技术应用的平台，在这些应用中，拓扑纹理的动力学可以在几何限制之外被利用。