FeGe 纳米球中的三维手性磁化结构

在具有内禀 Dzyaloshinsky-Moriya 相互作用的材料中发展出的 Skyrmions、自旋螺旋及其他手性磁化结构，展现出独特的性质，这些性质在薄膜几何结构中一直是激烈研究的主题。在此，我们通过微磁学有限元模拟研究了 FeGe 纳米球中三维手性磁化结构的形成。尽管粒子尺寸远低于亚微米级，我们发现了数量惊人的多种不同平衡态，即螺旋态、meron、skyrmion、手性 bobber 和准饱和态。这些态的分布总结在一个相图中，展示了基态作为外场和粒子半径的函数。单个纳米粒子中这种不寻常的多种可能磁化态，对于多态存储器件可能是一个有用的特性。我们还表明，在这些系统中磁偶极相互作用几乎可以忽略不计，这表明可以将这些粒子高密度排列而不会产生不希望出现的耦合。