缺陷注入揭示的斯格明子磁化普适模式

斯格明子是自旋涡旋纹理，具有奇妙的性质，在信息技术中有潜在应用。这类磁性粒子携带磁化强度，其幅值对于将它们确立为稳健的磁比特至关重要，而它们的拓扑性质则引出了一系列精致特征，如拓扑保护、斯格明子霍尔效应和拓扑霍尔效应以及拓扑轨道矩。这些效应均由一个与三自旋标量手性χ = (S_i × S_j)·S_k成正比的涌现磁场诱导，并受磁化强度的特殊空间依赖性塑造。在这里，我们证明了存在由自旋-轨道相互作用与χ或二自旋矢量手性κ = S_i × S_j共同作用产生的新型手性磁化。通过仔细审视自旋、轨道（平凡和手性）磁化之间的关联，我们从第一性原理揭示了普适模式，量化了Ir(111)表面PdFe双层中产生的单个斯格明子所携带的丰富磁化集，并展示了通过受控注入杂质来调控其幅值的能力。我们预计，我们的发现可以通过战略性植入缺陷来编码所需的磁化，从而指导基于斯格明子比特的颠覆性存储设备的设计。