Forskere observerer eksperimentelt strømdrevet antiskyrmion-glidning
Prof. Zhang Yings gruppe fra Institute of Physics ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har i samarbejde med indenlandske universiteter og Los Alamos National Laboratory i USA eksperimentelt observeret strømdrevet antiskyrmion-glidning.
Deres arbejde blev udgivet i Nature Materials den 11. april.
Magnetiske (anti)skyrmioner med topologisk beskyttede spinstrukturer er lovende som næste generations informationsenheder i spintroniske enheder. Evnen til at transportere (anti)skyrmioner ved hjælp af elektriske strømme er særligt interessant for højeffektiv datalagring og -behandling. De største udfordringer er dog uønsket lateral afbøjning mod prøvekanten og eventuel udslettelse på grund af Magnus-kraften fra (anti)skyrmion Hall-effekter.
Under konsekvent støtte fra CAS-medlem Shen Baogen etablerede Prof. Zhangs forskerhold en dedikeret magnetiseringskarakteriseringsplatform med fokuseret ionstrålemikroskopi, Lorentz Transmission Electron Microscopy (L-TEM) og flere in-situ holdere osv.
Platformen er et kraftfuldt middel til direkte at studere topologiske domæner med ultrahøj rumlig opløsning under forskellige eksterne felter. Forskerne har brugt denne platform til systematisk at studere generering og manipulation af skyrmioner i mange slags materialer og dermed akkumuleret rig erfaring.
I denne undersøgelse har forskerne med succes demonstreret den lige glidende dynamik af elektrisk strømdrevne antiskyrmioner ved stuetemperatur og uden tilstedeværelsen af et eksternt magnetfelt i en Mn1.4 PtSn chiral magnet.
Denne præstation blev realiseret ved at indlejre antiskyrmioner i stærkt korrelerede heliske stribedomæner, i modsætning til den sædvanlige manipulation af topologiske skyrmioner i den ferromagnetiske baggrund. Disse stribedomæner giver naturligvis endimensionelle lineære spor, langs hvilke antiskyrmionglidning initieres ved lave strømtætheder og uden tværgående afbøjning af antiskyrmion Hall-effekten.
Ifølge forskerne kan den højere mobilitet af antiskyrmionerne i den spiralformede stribebaggrund forstås godt gennem mikromagnetiske simuleringer og kollektiv pinning-teori, hvilket tillader tilfældige pinning-potentialer let at blive udtonet.
-
Påvirkning af elektrisk strømretning, tæthed og pulsperiode på antiskyrmion, der glider langs det lige stribe-domæne. Kredit:Institut for Fysik -
Meroner med rumtemperatur, der glider i stribedomæner ved nulfelt. Kredit:Institut for Fysik
Derudover kan denne metode udvides til glidende bevægelse af meroner eller skyrmioner i stribedomæner, hvilket yderligere viser dens generelle anvendelighed.
Således giver demonstrationen og den omfattende forståelse af antiskyrmionbevægelse langs naturligt lige spor ved lave strømtætheder, samtidig med at den overvinder afbøjning under et bredt temperaturområde og nul magnetfelt, et nyt perspektiv for (anti)skyrmion-applikationer i spintronik.
Flere oplysninger: Zhidong He et al., Eksperimentel observation af strømdrevet antiskyrmionglidning i stribedomæner, Naturmaterialer (2024). DOI:10.1038/s41563-024-01870-8
Journaloplysninger: Naturmaterialer
Leveret af Chinese Academy of Sciences
Varme artikler
-
Ny forståelse af varmeoverførsel i kogende vand kan føre til effektivitetsforbedringer i kraftvæ…Forskere ved MIT har fundet en måde at analysere, hvordan man forudsiger og forhindrer en kogende krise, hvilket er punktet, når der dannes så mange bobler på en varm overflade, at de samler sig til e -
Forskere fremmer teknik til udvikling af nye lysstråler fra synkrotronstrålingKredit:CC0 Public Domain Struktureret lys, skabt ved at generere og påføre lys på en overflade, er vigtig i sådanne applikationer som 3-D scannere, dobbeltfotografering og mikroskopisk teknologi. -
Detaljeret observation af kemiske processer ved hjælp af en bordplade laser og specialdetektorVed interaktion med en ædelgas, ekstremt kortbølget XUV -lys er fremstillet af lys fra en infrarød laser. Kredit:HIJ Et team af forskere fra Helmholtz Institute Jena og DESY har banet vejen for at -
Optiske frekvenskamme med en ny dimensionGear solitons i en fotonisk dimer. Kredit:EPFL/Alexey Tikan Periodiske lysimpulser, der danner en kam i frekvensdomænet, bruges i vid udstrækning til sansning og spænding. Nøglen til miniaturiseri
- Biomedicinske Engineering Projekt Emner for High School
- Blue Planet II har muligvis ikke forårsaget en ændring i plastikpræferencer
- Ny metode muliggør taleadskillelse af høj kvalitet
- Hvordan planter kan hjælpe med at rense oliesandsdamme
- Virkningerne af klor på vandledningsevne
- To dræbt i en orkanlignende storm i Grækenland