利用原子尺寸传感器在环境条件下成像斯格明子的自旋纹理
强关联电子
2017-08-10 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
磁性斯格明子是二维非共线自旋纹理，以整数拓扑数为特征。它们通常在低温下于块体非中心对称铁磁体中结晶，其中缺乏反演对称性导致交换相互作用的反对称分量。最近，在薄磁膜堆叠中报道了稳定的室温斯格明子，其中反对称交换源于界面处对称性破缺。在确定这些具有技术相关性的斯格明子在外磁场存在下的自旋结构方面，一直是一个关键实验挑战。在此，我们利用金刚石中氮空位（NV）中心的单电子自旋，对Pt/Co/Ta多层膜中的斯格明子在环境条件下进行扫描磁强计测量。我们引入了一种新方法来评估与测得局部磁场相容的自旋纹理流形，并基于所得解的拓扑结构识别物理上允许的构型。我们确定该斯格明子的底层磁化模式与螺旋（或N\'eel）状自旋纹理一致，这与界面反对称交换相互作用的理论预测相符。我们的结果在使用扫描NV磁强计进行二维自旋结构的定量无模型成像方面开辟了广泛的可能性。
引用
@article{arxiv.1611.00673,
title = {Imaging the Spin Texture of a Skyrmion Under Ambient Conditions Using an Atomic-Sized Sensor},
author = {Yuliya Dovzhenko and Francesco Casola and Sarah Schlotter and Tony X. Zhou and Felix Büttner and Ronald L. Walsworth and Geoffrey S. D. Beach and Amir Yacoby},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.00673},
year = {2017}
}
备注
Paper and supplementary informaion: 17 pages, 8 figures total