手性界面三维磁性纳米线中的分数斯格明子管
介观与纳米尺度物理
2025-05-28 v1
摘要
磁性斯格明子是具有丰富物理特性且在非常规计算方面具有巨大潜力的手性自旋结构。通常，斯格明子形成于对称性降低的体晶体或包含重金属的超薄膜多层结构中。在此，我们通过 3D 打印具有两个相反手性区域的铁磁双螺旋纳米线，展示了在室温下分数 Bloch 斯格明子管的形成。利用 X 射线显微镜和微磁学模拟，我们表明涡旋与反平行自旋态的共存诱导了在零磁场下分数斯格明子管的形成，从而最小化打破几何手性与磁性手性之间耦合的能量代价。我们还展示了对零场态的控制，包括纯涡旋态或斯格明子-涡旋混合态，突显了这些三维纳米线的磁性可重构性。这项工作表明，在纳米尺度上对手性几何结构进行界面化可以实现先进形式的拓扑自旋电子学。
引用
@article{arxiv.2412.14069,
title = {Fractional Skyrmion Tubes in Chiral-Interfaced Three-Dimensional Magnetic Nanowires},
author = {John Fullerton and Naëmi Leo and Jakub Jurczyk and Claire Donnelly and Dédalo Sanz-Hernández and Luka Skoric and Nicolas Mille and Stefan Stanescu and Donald A. MacLaren and Rachid Belkhou and Aurelio Hierro-Rodriguez and Amalio Fernández-Pacheco},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.14069},
year = {2025}
}