Mn3Sn 中自旋轨道矩驱动的手性畴壁运动
介观与纳米尺度物理
2024-09-30 v1 材料科学
摘要
非共线手性反铁磁体（如 Mn3X (X = Sn, Ge)）因其拓扑保护的 Weyl 节点和大的动量空间 Berry 曲率而在自旋电子学中引起了广泛关注。在本研究中，我们报告了在 Mn3Sn 中由自旋轨道矩驱动的快速手性畴壁 (CDW) 运动，其速度超过 545.3 m.s^-1，且电流密度低至 9 10^10 A.m^-2。结果表明，畴壁的手性和电流方向共同决定了 CDW 的位移方向。理论上，我们分析了八极矩感受到的有效场，揭示了基于手性自旋结构独特轮廓的底层运动机制。值得注意的是，相反手性的 CDW 可以在同一个 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用样品内形成，且 Neel 型 CDW 类型由 kagome 平面的取向决定，而非与微小磁化强度（约 3.957 10^-3）相关的可忽略的静磁能决定。此外，宽度达 770 nm 的 CDW 由于 Mn3Sn 的六重各向异性而被分割成三个 60 的部分。这些结果强调，Mn3Sn 中的 CDW 运动无法使用铁磁框架进行定量研究。我们还证明了小的外场可以有效调节 CDW 速度。我们的综合结果和理论分析为将反铁磁体 CDW 整合到功能性自旋电子器件中提供了关键指导。
引用
@article{arxiv.2409.18554,
title = {Spin-Orbit Torque Driven Chiral Domain Wall Motion in Mn3Sn},
author = {Zhengde Xu and Yue Zhou and Xue Zhang and Yixiao Qiao and Zhuo Xuand Dingfu Shao and Zhifeng Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.18554},
year = {2024}
}