Co/Pt 纳米接触中可调 Skyrmion-Antiskyrmion 动力学

磁性 Skyrmion 是一种受拓扑保护的准粒子，因其在下一代自旋电子器件中的潜在应用而引起广泛关注。由于其固有的拓扑稳定性、纳米尺寸规模以及通过自旋电流实现的高效操控性，磁 Skyrmion 成为高密度数据存储和新型计算范式的有前景候选方案。我们利用微磁模拟研究了置于扩大 Co/Pt 双层薄膜上，两个 30 nm 纳米接触下磁 Skyrmion 成对核化动力学。当纳米接触间距为 100 nm 时，磁化配置强烈相互作用，导致稳定合并 Skyrmion 状态的形成。当间距超过 200 nm 时，出现拓扑上不同的亚稳定配置，包括通过 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用 (DMI) 强度和电流脉冲幅度可调的 Skyrmion-Antiskyrmion 对共存状态。这些亚稳定状态最终会松弛为两个独立可通过弱平面磁场开/关的稳定 Skyrmion，从而实现复杂逻辑运算和更灵活的电路设计。除了 Skyrmion 相互作用动力学的基本兴趣外，Skyrmion-Antiskyrmion 状态的独立控制潜在用于下一代自旋电子器件，具有在存储、逻辑和计算等方面的应用前景。