揭示 skyrmion 管的三维自旋纹理
材料科学
2022-04-13 v1
摘要
磁性 skyrmion 是具有复杂非共面自旋结构的稳定拓扑孤子。其纳米尺度大小以及启动和控制其运动所需的低电流开辟了一个名为 skyrmionics 的新研究领域，旨在将 skyrmion 用作数据存储与处理的信息载体。skyrmionics 的最新进展要求深入理解 skyrmion 的详细三维(3D)自旋纹理，包括 skyrmion-skyrmion 相互作用及其与表面和界面的耦合。这些性质关键地影响着与应用相关的方面，如受限结构中 skyrmion 的稳定性与迁移率。然而迄今为止，具有纳米分辨率测量三维自旋纹理的实验技术大体上缺失。因此我们使全息矢量场电子层析成像适应于该问题，并报道了首次以亚 10 纳米分辨率对 skyrmion 的 3D 自旋纹理进行定量重建。重建的纹理揭示了 skyrmion 管(SkTs)内均质 Bloch 特征之外多种先前未见的局部偏差、skyrmion 纹理在表面处坍塌的细节，以及 FeGe 中 SkT 沿其管轴的关联调制。磁感应强度的定量 3D 数据还允许通过推导这些磁孤子跨度的磁能密度空间分辨图，来实验确认 skyrmion 形成的一些原理。
引用
@article{arxiv.2101.12630,
title = {Unveiling the three-dimensional spin texture of skyrmion tubes},
author = {Daniel Wolf and Sebastian Schneider and Ulrich K. Rößler and András Kovács and Marcus Schmidt and Rafal E. Dunin-Borkowski and Bernd Büchner and Bernd Rellinghaus and Axel Lubk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.12630},
year = {2022}
}