斯格明子的热生成、操控与探测
介观与纳米尺度物理
2020-11-17 v1 材料科学
摘要
近年来，在手性磁体1-4与非对称磁性多层膜5-13中实现斯格明子（skyrmions）及其电学操控2,7,8,10方面取得显著进展。同样重要的是，斯格明子的热生成、操控与探测可用于集成计算14与能量收集15的原型新架构。尚待验证斯格明子能否纯由加热生成16,17，以及由温度梯度驱动的运动方向遵循扩散还是相反地遵循磁子自旋力矩17-21。本文在由多层膜 (Ta_CoFeB_MgO)15、(Pt_CoFeB_MgO_Ta)15 与 (Pt_Co_Ta)15 集成片上加热器构成的微结构器件中，利用全视场软 X 射线显微术解决这些重要问题。致密斯格明子的热生成归因于器件边缘的低能垒，以及热诱导的条纹畴向斯格明子的形貌转变。实验观察到斯格明子从热区向冷区的单向扩散。这可由斯格明子间排斥力、与磁子自旋力矩17,18,20,21及熵力22竞争的热自旋轨道力矩的共同贡献从理论上解释22。这些热生成斯格明子可通过测量伴随的反常能斯特电压23进一步电学探测。片上热电生成、操控与探测斯格明子可开启实现 skyrmionics 的另一令人振奋途径，并推动自旋热电子学15、磁子学24与 skyrmionics3,4,12间的交叉研究。
引用
@article{arxiv.2005.07441,
title = {Thermal generation, manipulation and detection of skyrmions},
author = {Zidong Wang and Minghua Guo and Heng-An Zhou and Le Zhao and Teng Xu and Riccardo Tomasello and Hao Bai and Yiqing Dong and Soong Geun Je and Weilun Chao and Hee-Sung Han and Suseok Lee and Ki-Suk Lee and Yunyan Yao and Wei Han and Cheng Song and Huaqiang Wu and Mario Carpentieri and Giovanni Finocchio and Mi-Young Im and Shi-Zeng Lin and Wanjun Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.07441},
year = {2020}
}
备注
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