Stabile magnetiske bundter opnået ved stuetemperatur og nul magnetfelt

For nylig opnåede forskerholdet ledet af prof. Du Haifeng fra High Magnetic Field-laboratoriet ved Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi stabile magnetiske bundter ved stuetemperatur uden behov for noget eksternt magnetfelt.

Deres arbejde er udgivet i Nature Communications .

Topologiske magnetiske strukturer er en type spin-arrangement med ikke-trivielle topologiske egenskaber. Disse strukturer lover som næste generations databærere og kan overvinde begrænsningerne ved traditionelle magnetiske lagringsteknologier inden for spintronik.

I tidligere forskning foreslog holdet en metode til at inducere magnetiske skyrmionbundter i et chiralt helimagnetisk materiale kaldet FeGe. At opnå stabile magnetiske bundter ved stuetemperatur og uden et eksternt magnetfelt forblev dog en væsentlig udfordring for praktiske anvendelser inden for spintronik.

For at løse denne udfordring kombinerede forskerne genialt pulserende strømme med omvendte magnetiske felter i det chirale helimagnetiske materiale Co₈ ved stuetemperatur. Zn₁₀ Mn₂ . Denne tilgang gjorde det muligt for dem at opnå et rigt udvalg af chirale magnetiske skyrmioner ved stuetemperatur og undgå de komplekse feltafkølingsprocesser, der krævedes i tidligere skyrmionbundtgenerering.

Ydermere introducerede de en speciel nulfelts lodret spiraldomænemagnetiseringsbaggrund for at stabilisere de magnetiske skyrmionbundter. Ved at etablere et komplet magnetfelt-temperatur fasediagram for skyrmion bundter opnåede de i sidste ende stabile isolerede magnetiske skyrmion bundter ved stuetemperatur med nul eksterne magnetfelter under frie grænseforhold.

Dette arbejde kunne forbedre udviklingen af ​​topologiske spintroniske enheder og udnytte friheden af ​​topologiske parameterbegrænsninger, ifølge holdet.

Flere oplysninger: Yongsen Zhang et al., Stabile skyrmionbundter ved stuetemperatur og nul magnetfelt i en chiral magnet, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47730-6

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences