利用均匀直流电流按需产生斯格明子

拓扑磁结构（如斯格明子）因其稳定性以及可通过极低电流密度控制其运动，已成为下一代磁存储技术设计中的重要角色。开发这种基于斯格明子的新技术面临的一项重大挑战是，如何在无需复杂装置的情况下实现磁斯格明子的可控且确定性的产生。我们展示了解决这一挑战的方案，说明了如何通过均匀直流电流在铁磁薄膜中产生斯格明子及其他磁结构，且不需要 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用。这可以通过利用由电流诱导的自旋转移力矩与空间非均匀磁化相互作用而产生的静态稳定性丧失来实现，例如，可以通过局部工程化各向异性、磁场或其他磁性相互作用来实现。这些磁结构可以被可控、高效且周期性地产生，其周期可通过施加的电流强度进行调节。我们提出了可使用简单材料（如钴基材料）实现的特定实验装置，以观察斯格明子的周期性形成。我们表明，加入手性相互作用不会影响产生的基本原理，但会影响随后关于拓扑结构稳定的动力学行为。我们的发现使得在简单的铁磁薄膜中通过均匀直流电流按需产生斯格明子成为可能。