范德瓦耳斯铁磁体异质结构中的尼尔型斯格明子及其电流驱动运动
材料科学
2021-03-10 v4
摘要
自铁磁性二维（2D）范德瓦耳斯（vdW）晶体被发现以来，此类 2D 磁体引起了极大兴趣，这得益于其引人注目的性质以及与其他 2D 家族集成形成独特异质结构。在已知的 2D 磁体中，自旋轨道耦合（SOC）稳定了垂直磁各向异性（PMA）。如此强的 SOC 也可能解除手性简并，通过 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）导致如斯格明子之类的拓扑磁纹理的形成。在此，我们报道了在 vdW 铁磁体 FeGeTe（FGT）中对尼尔型手性磁斯格明子及其晶格（SkX）形成的实验观测。我们展示了通过沿 vdW 异质结构 FGT/h-BN 的短电流脉冲驱动单个斯格明子的能力，这对于任何基于斯格明子的自旋电子器件都是高度需要的。利用由实验支持的第一性原理计算，我们揭示了 DMI 起源于与氧化物的界面，这使我们能够设计具有所需手性态的 vdW 异质结构。我们的发现为 2D vdW 磁体中的拓扑自旋纹理及其潜在器件应用打开了大门。
引用
@article{arxiv.1907.01425,
title = {N\'eel-type skyrmions and their current-induced motion in van der Waals ferromagnet-based heterostructures},
author = {Tae-Eon Park and Licong Peng and Jinghua Liang and Ali Hallal and Fehmi Sami Yasin and Xichao Zhang and Sung Jong Kim and Kyung Mee Song and Kwangsu Kim and Markus Weigand and Gisela Schuetz and Simone Finizio and Joerg Raabe and Karin Garcia and Jing Xia and Yan Zhou and Motohiko Ezawa and Xiaoxi Liu and Joonyeon Chang and Hyun Cheol Koo and Young Duck Kim and Mairbek Chshiev and Albert Fert and Hongxin Yang and Xiuzhen Yu and Seonghoon Woo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.01425},
year = {2021}
}
备注
26 pages, 5 figures