非周期磁性多层膜中斯格明子茧的X射线全息成像
介观与纳米尺度物理
2023-07-05 v1
摘要
三维(3D)拓扑磁结构的开发与表征已成为现代磁学中从基础和技术视角均十分重要的话题。在新型3D自旋结构中，斯格明子茧已在沿堆叠垂直方向具有可变铁磁体厚度的磁性多层膜中成功稳定下来。这些椭球状3D磁结构在垂直方向上被限制在总厚度的一部分内，同时与全柱状斯格明子共存。在此，我们使用横向分辨率约为15 nm的X射线全息术研究其性质如何依赖于磁场和温度。我们观察到具有不同衬度幅度的圆形物体，这证明了位于多层膜不同垂直部分的不同3D物体的存在。此外，我们在面外循环过程中观察到位于不同高度的茧之间存在吸引力相互作用，这主要归因于杂散场，并影响了它们的水平定位。X射线全息测量还允许确定在剩磁态下茧的尺寸，在室温下其平均直径接近100 nm。将这种透射技术与磁力显微镜和微磁学模拟相结合，精确揭示了磁化的3D分布，从而证明了斯格明子茧的3D特性。
引用
@article{arxiv.2302.02637,
title = {X-ray holography of skyrmionic cocoons in aperiodic magnetic multilayers},
author = {M. Grelier and R. Battistelli and H. Popescu and F. Godel and A. Vecchiola and S. Collin and C. Léveillé and K. Bouzehouane and F. Büttner and V. Cros and N. Jaouen and N. Reyren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.02637},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 4 figures