具有界面DMI的多层膜中经由偶极耦合的手性自旋织构相变

在适当条件下，Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）可导致如 skyrmion（斯格明子）等拓扑保护的自旋织构。将 DMI 应用于基于自旋的计算与存储技术前景广阔，这需要详细考虑内禀能量对稳定迄今为止观察到的多种织构的作用。在此，我们实验研究了层间耦合的偶极能对 [ Pt / Co / Ir ]$_{\times N}$ 界面 DMI 多层膜在室温下剩磁自旋织构的影响。总偶极能通过增加层重复数 N 而改变，从而导致不同的手性磁织构相。我们利用这些相变估算出超薄膜中存在的 DMI 能量为 D = 2.1 $\pm$ 0.1 mJ m$^{-2}$。与传统的垂直磁各向异性薄膜不同，这些具有有限 DMI 的多层膜表现出孤立的刺猬斯格明子泡以及依赖于 DMI 和总偶极能的、具有环状同手性 Néel 壁的亚 100 nm 迷宫畴。