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本征铁磁拓扑绝缘体三明治结构中由表面态耦合诱导的软磁斯格明子

介观与纳米尺度物理 2022-02-23 v1 材料科学

摘要

在铁磁拓扑绝缘体(TI)上诱导的磁性斯格明子是动量空间中手性自旋纹理的实空间体现,并且可通过在定制结构中操控它来作为信息处理的载体。在此,我们制备了一种三明治结构,包含两层自组装铁磁七层TI,Mn(Bi1x_{1-x}Sbx_{x})2_{2}Te4_{4}(MnBST),由五层TI,(Bi1x_{1-x}Sbx_{x})2_{2}Te3_{3}(BST)隔开,并首次在本征磁性拓扑绝缘体中通过拓扑霍尔效应观察到斯格明子。BST间隔层的厚度对于控制两层MnBST中带隙拓扑表面态之间的耦合以稳定斯格明子形成至关重要。七层MnBST中Mn原子的均匀、高度有序排列导致其中强烈的交换相互作用,这使得斯格明子呈“软磁”特性。这将为拓扑鲁棒的可重写磁存储器开辟一条途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.13796,
  title  = {Soft-magnetic skyrmions induced by surface-state coupling in an intrinsic ferromagnetic topological insulator sandwich structure},
  author = {Takuya Takashiro and Ryota Akiyama and Ivan A. Kibirev and Andrey V. Matetskiy and Ryosuke Nakanishi and Shunsuke Sato and Takuro Fukasawa and Taisuke Sasaki and Haruko Toyama and Kota L. Hiwatari and Andrey V. Zotov and Alexander A. Saranin and Toru Hirahara and Shuji Hasegawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.13796},
  year   = {2022}
}