由自旋轨道矩实现的三维磁场传感斯格明子器件
介观与纳米尺度物理
2024-03-26 v1
摘要
磁性斯格明子是拓扑保护的局域磁孤子，在存储、逻辑或通用计算应用中极具前景。在本工作中，我们展示了可以利用基于 [W/CoFeB/MgO] 1 0 多层膜的斯格明子器件，通过自旋轨道矩 (SOT) 实现三维磁场传感。如磁力显微镜图像和微磁学模拟所示，我们在多层膜中稳定了孤立的拓扑斯格明子和条纹畴。我们进行了磁输运测量，结果表明通过一种差分测量方案可以同时传感面内和面外磁场，在该方案中 SOT 的对称性导致了直流偏置的抵消。利用振动样品磁强计和铁磁共振测量获得的磁参数，我们进行了有限温度微磁学模拟，以研究传感信号的根本来源。我们确定了斯格明子、条纹和 II 型气泡之间的拓扑转变，这导致了由反常霍尔效应读出的电阻变化。我们的研究提出了一种斯格明子的新应用，其中应用差分测量传感概念来量化外部磁场，为基于斯格明子电子学的更节能应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2403.16725,
title = {Skyrmionic device for three dimensional magnetic field sensing enabled by spin-orbit torques},
author = {Sabri Koraltan and Rahul Gupta and Reshma Peremadathil Pradeep and Fabian Kammerbauer and Iryna Kononenko and Klemens Prügl and Michael Kirsch and Bernd Aichner and Santiago Helbig and Florian Bruckner and Claas Abert and Andrada Oana Mandru and Armin Satz and Gerhard Jakob and Hans Josef Hug and Mathias Kläui and Dieter Suess},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.16725},
year = {2024}
}
备注
Main Text: 9 Pages, 6 Figures