WTe2/Fe3GeTe2 范德瓦耳斯异质结构中的奈尔型斯格明子
材料科学
2020-08-25 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
高密度、低能耗器件的愿景推动了对能够稳定手性自旋纹理（如拓扑保护的斯格明子）的层状结构的研究。同时，层状结构为发现新物理和新效应提供了新平台。最近在二维范德瓦耳斯材料中发现的本征长程磁有序带来了新机遇。本文中，我们证明了在 WTe2/Fe3GeTe2 界面处诱导出了 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用和奈尔型斯格明子。Fe3GeTe2 是一种具有强垂直磁各向异性的铁磁材料。我们证明，由于反演对称性破缺，1T'-WTe2 中的强自旋轨道相互作用确实在与 Fe3GeTe2 的界面处诱导出大的界面 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用，从而稳定了斯格明子。输运测量显示该异质结构在 100 K 以下温度存在拓扑霍尔效应。此外，利用洛伦兹透射电子显微镜直接成像了奈尔型斯格明子以及排列的和条纹状的畴结构。估计这种界面耦合诱导的 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用具有 1.0 mJ/m^2 的大能量，可在该异质结构中稳定奈尔型斯格明子。该工作为基于范德瓦耳斯异质结构的斯格明子器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1907.11349,
title = {N\'eel-type skyrmion in WTe2/Fe3GeTe2 van der Waals heterostructure},
author = {Yingying Wu and Senfu Zhang and Gen Yin and Junwei Zhang and Wei Wang and Yang Lin Zhu and Jin Hu and Kin Wong and Chi Fang and Caihua Wan and Xiufeng Han and Qiming Shao and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Jiadong Zang and Zhiqiang Mao and Xixiang Zhang and Kang L. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.11349},
year = {2020}
}
备注
32 pages, 4 figures in the main text