揭示磁性多层膜中手性自旋纹理的涌现特性
介观与纳米尺度物理
2022-03-25 v1 材料科学
摘要
磁性 skyrmion 是自旋的拓扑缠绕纳米尺度纹理，其在多层膜中的环境稳定性与电学操控引发了大量研究活动。过去的工作主要聚焦于孤立 skyrmion，而近来由 skyrmion 与磁条带组成的手性自旋纹理集合被证明具有丰富的相互作用，在器件应用方面具潜力。然而，手性自旋纹理现象学的若干基本方面仍有待阐明，包括其畴壁结构、热力学稳定性与形态转变。在此，我们利用全视场电子与软 X 射线显微术结合数值模拟，在一种可调多层膜平台上揭示了这些纹理特征的演化——该平台中主导自旋纹理能量的手性相互作用可被大范围调节。随着手性相互作用增强，我们展示了 Néel 螺旋度的涌现，随后是畴可压缩性的显著下降，最后是 skyrmion 形成机制的转变。结合解析模型，这些实验建立了一个用于研究和定制多层膜中手性自旋纹理特征的全面微观框架。
引用
@article{arxiv.2203.12269,
title = {Unveiling the emergent traits of chiral spin textures in magnetic multilayers},
author = {Xiaoye Chen and Ming Lin and Jian Feng Kong and Hui Ru Tan and Anthony K. C. Tan and Soong-Geun Je and Hang Khume Tan and Khoong Hong Khoo and Mi-Young Im and Anjan Soumyanarayanan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.12269},
year = {2022}
}