受相位因子控制的表面螺旋：平面方向性的作用
介观与纳米尺度物理
2025-12-09 v1 应用物理
摘要
在手性磁体中，域壁周围的磁性纹理呈现丰富的结构，为理解基本物理及其在自旋电子器件中的潜在应用提供了洞见。圆锥螺旋及相关结构具有由相位因子 控制的固有平面方向性，这种方向性在长螺旋中因圆柱对称性而常被遮蔽，但在短螺旋或薄膜中变得突出。利用微磁模拟，我们系统研究了铁磁-圆锥界面（FCI）处的磁性纹理，包括各种形状的1D和2D FCIs。表面螺旋（SS）在这些FCI相邻处出现，与圆锥的平面再定向密切相关。在1D FCI中，再定向控制了SS的存在、形状及拓扑电荷，其中观察到一个连续点：具有相反电荷的螺旋分别位于两侧。在2D FCI中，出现类似眉毛的SS。顶部SS与底部SS之间的再定向角由薄膜厚度控制，类似于之前报告的堆叠螺旋。在圆锥相中的天球簇晶面上，SS也会形成，这一点通过仿真和CoZnMn薄膜中的洛伦兹透射电子显微镜观察得到证实。实验特别揭示了两种不同的形成途径：热激发生长和由残余螺旋经场驱动的转换。这些发现将 确立为控制磁性状态的基本参数，使其在通过SS多态性实现多状态存储以及通过受控拓扑转移实现高效神经形态计算方面具有前景。
引用
@article{arxiv.2512.06465,
title = {Phase-Factor-Controlled Surface Spirals in the Magnetic Conical Phase: The Role of In-Plane Directionality},
author = {Haijun Zhao and Tae-Hoon Kim and Lin Zhou and Liqin Ke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06465},
year = {2025}
}