利用氦离子辐照改善尼尔畴壁动力学与 skyrmion 稳定性
材料科学
2023-03-09 v1
摘要
通过 He+ 离子辐照调控了 Pt/Co/AlOx 三层膜中的磁化反转与畴壁动力学。高达 1.5x10 ions/cm 的注量强烈降低了垂直磁各向异性（PMA），但不影响自发磁化强度与 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）的强度。这证实了 DMI 相互作用对抗界面化学混合的鲁棒性，该结论已被理论预言。随着辐照样品中 PMA 的降低，同时观察到去钉扎场的显著下降。这使得畴壁能以比原始薄膜所需更低的磁场达到更大的最大速度。因此，将 PMA 与 DMI 解耦有利于设计基于畴壁动力学的低能耗器件。当样品以更大 He+ 注量辐照时，磁化接近面外/面内重取向转变，此时 100nm 尺寸的磁性 skyrmion 得以稳定。我们观察到随着 He+ 注量增加，skyrmion 尺寸减小，而这些磁纹理在外加磁场下变得更加稳定。
引用
@article{arxiv.2303.04543,
title = {Improving N\'eel domain walls dynamics and skyrmion stability using He ion irradiation},
author = {Cristina Balan and Johannes W. van der Jagt and Aymen Fassatoui and Jose Peña Garcia and Vincent Jeudy and André Thiaville and Jan Vogel and Marlio Bonfim and Laurent Ranno and Dafiné Ravelosona and Stefania Pizzini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.04543},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 4 figures