通过交替 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用稳定手性自旋结构
介观与纳米尺度物理
2020-08-05 v1 材料科学
摘要
薄膜中手性磁性自旋结构的稳定通常归因于界面 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）。然而，最近有报道称 DMI 诱导的手性会受到偶极相互作用的影响。这些偶极场倾向于形成 Néel 帽，从而导致薄膜顶部形成顺时针手性、底部形成逆时针手性。本文中，我们展示通过设计一种沿膜厚方向变号的交替 DMI，并结合形成 Néel 帽的趋势，可增强手性自旋结构的稳定性。针对 skyrmion 的微磁模拟表明，这在典型的 [Pt/Co/Ir] 多层体系中外加的有效 DMI 至少可增加 \SI{0.6}{mJ.m^{-2}}。这些增益与利用加性 DMI 所取得的相当，但更灵活，因为我们不限于特定的材料组合。我们还给出了实验结果：通过测量平衡畴宽，我们量化了通常用于 skyrmion 稳定的 [Pt/Co/Ir] 多层体系中的有效 DMI。引入交替 DMI 后，我们展示了有效 DMI 的变化与我们的模拟相符。我们的结果为增强手性自旋结构稳定性提供了一条不依赖于增大手性相互作用的途径。
引用
@article{arxiv.2004.00449,
title = {Stabilizing chiral spin-structures via an alternating Dzyaloshinskii-Moriya interaction},
author = {Juriaan Lucassen and Mariëlle J. Meijer and Mark C. H. de Jong and Rembert A. Duine and Henk J. M. Swagten and Bert Koopmans and Reinoud Lavrijsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.00449},
year = {2020}
}
备注
Includes supplementary