Skyrmions in synthetic antiferromagnets and their nucleation via electrical current and ultra-fast laser illumination

空中骑兵 成核 反铁磁性 凝聚态物理 磁化 拓扑量子数 材料科学 磁场 激发 物理 拓扑(电路) 量子力学 数学 热力学 组合数学
作者
Roméo Juge,Naveen Sisodia,Joseba Urrestarazu Larrañaga,Qiang Zhang,Van Tuong Pham,Kumari Gaurav Rana,Brice Sarpi,Nicolas Mille,Stefan Stanescu,Rachid Belkhou,Mohamad‐Assaad Mawass,Nina Novaković-Marinković,Florian Kronast,Markus Weigand,Joachim Gräfe,Sebastian Wintz,Simone Finizio,Jörg Raabe,Lucía Aballe,Michael Foerster
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1): 4807-4807 被引量:82
标识
DOI:10.1038/s41467-022-32525-4
摘要

Magnetic skyrmions are topological spin textures that hold great promise as nanoscale information carriers in non-volatile memory and logic devices. While room-temperature magnetic skyrmions and their current-induced manipulation were recently demonstrated, the stray field resulting from their finite magnetization as well as their topological charge limit their minimum size and reliable motion in tracks. Antiferromagnetic (AF) skyrmions allow these limitations to be lifted owing to their vanishing magnetization and net zero topological charge, promising room-temperature, ultrasmall skyrmions, fast dynamics, and insensitivity to external magnetic fields. While room-temperature AF spin textures have been recently demonstrated, the observation and controlled nucleation of AF skyrmions operable at room temperature in industry-compatible synthetic antiferromagnetic (SAF) material systems is still lacking. Here we demonstrate that isolated skyrmions can be stabilized at zero field and room temperature in a fully compensated SAF. Using X-ray microscopy techniques, we are able to observe the skyrmions in the different SAF layers and demonstrate their antiparallel alignment. The results are substantiated by micromagnetic simulations and analytical models using experimental parameters, which confirm the chiral SAF skyrmion spin texture and allow the identification of the physical mechanisms that control the SAF skyrmion size and stability. We also demonstrate the local nucleation of SAF skyrmions via local current injection as well as ultrafast laser excitations at zero field. These results will enable the utilization of SAF skyrmions in skyrmion-based devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
合伙完成签到,获得积分10
1秒前
CHENG_2025完成签到,获得积分10
1秒前
cis2014完成签到,获得积分10
1秒前
Orange应助火星上火采纳,获得10
2秒前
额威风应助火星上火采纳,获得10
2秒前
勤恳完成签到,获得积分10
2秒前
研友_GZ3zRn完成签到 ,获得积分0
2秒前
光亮的代真完成签到 ,获得积分10
2秒前
桃紫完成签到,获得积分10
3秒前
偏偏海发布了新的文献求助10
3秒前
DD完成签到,获得积分10
3秒前
向雨竹完成签到,获得积分10
3秒前
真的不想干活了完成签到,获得积分10
3秒前
久伴发布了新的文献求助10
3秒前
陌上花开完成签到 ,获得积分10
4秒前
机智雪糕完成签到,获得积分10
4秒前
观zz完成签到,获得积分10
4秒前
阔达的银耳汤完成签到,获得积分10
4秒前
整齐醉冬完成签到,获得积分10
5秒前
MUWENYING完成签到,获得积分10
5秒前
xhsz1111完成签到,获得积分10
5秒前
青阳完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
111完成签到,获得积分20
6秒前
思苇发布了新的文献求助10
6秒前
粗心的易云完成签到 ,获得积分10
6秒前
支妙完成签到,获得积分10
6秒前
小何爱学习完成签到,获得积分10
6秒前
wangh完成签到 ,获得积分10
7秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
Zhang完成签到,获得积分10
8秒前
cc完成签到 ,获得积分10
9秒前
eclipse完成签到,获得积分10
9秒前
谨慎凝旋完成签到,获得积分10
9秒前
满地枫叶完成签到,获得积分10
10秒前
lizehong完成签到,获得积分10
11秒前
秦时明月发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7253170
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875348
关于积分的说明 18736290
捐赠科研通 6933751
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199896
关于科研通互助平台的介绍 2374618
邀请新用户注册赠送积分活动 2174539