非对称夹心铁磁膜的完整微磁表征
材料科学
2017-10-20 v2
摘要
直至纳米尺度的铁磁薄膜的磁性质由交换刚度、各向异性与磁场效应所支配。由于表面破坏反演对称，一种额外的有效手性交换在任何磁性纳米结构中无处不在。这些所谓的 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）或微妙或显著地影响所有非均匀磁态。例如，DMI 导致旋转手性的选择，并能固定畴壁（DW）中磁化的局部旋转轴。但它们也能稳定完全不同的扭曲磁结构。手性 skyrmions 是一种二维类粒子拓扑孤子，是这些对象中最终最小的，目前被视作新型自旋电子器件中可能的载信息体。手性交换效应的观测与量化是理解超薄膜与其他纳米结构磁性质的关键点。确定作为非对称薄膜材料参数的 DMI 常数的简便可靠方法是关键问题。在此，我们提出一种实验方法来测定完整的微磁参数集。结合标准磁强计，对 DW 蠕变运动与圆形磁对象的平衡尺寸进行准静态克尔显微观察，用于推导多晶超薄膜体系（即 CrOx/Co/Pt 叠层）的这些材料参数的一致集合。这些薄膜的量化微磁模型将光学显微镜所见的圆形磁对象识别为具有同手性壁的普通气泡畴。由微磁计算表明，由这些薄膜中 DMI 稳定的手性 skyrmions 直径在 40-200 nm 范围，太小而无法被光学显微镜观察到。
引用
@article{arxiv.1706.09322,
title = {The complete micromagnetic characterization of asymmetrically sandwiched ferromagnetic films},
author = {M. Kopte and U. K. Rößler and R. Schäfer and T. Kosub and A. Kákay and O. Volkov and H. Fuchs and E. Y. Vedmedenko and F. Radu and O. G. Schmidt and J. Lindner and J. Faßbender and D. Makarov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.09322},
year = {2017}
}