Les matériaux de van der Waals (vdW) suscitent un intérêt considérable en tant qu'hôtes potentiels pour les textures de spin skyrmioniques chirales. Le composé métallique ferromagnétique Fe3GeTe2 (FGT), qui a une température de Curie relativement élevée (150–220 K), est particulièrement intéressant. Plusieurs études récentes ont rapporté l'observation de skyrmions de Néel chiraux dans ce composé, ce qui est incompatible avec sa structure centrosymétrique présumée.*
Dans l'article "Skyrmions magnétiques dans un ferromagnétique 2D réglable en épaisseur à partir d'une interaction Dzyaloshinskii–Moriya pilotée par défaut” Anirban Chakraborty, Abhay K. Srivastava, Ankit K. Sharma, Ajesh K. Gopi, Katayoon Mohseni, Arthur Ernst, Hakan Deniz, Binoy Krishna Hazra, Souvik Das, Paolo Sessi, Ilya Kostanovskiy, Tianping Ma, Holger L. Meyerheim et Stuart SP Parkin rapporte l'observation de skyrmions de type Néel dans des monocristaux de FGT via la microscopie électronique à transmission Lorentz (LTEM).*
Étant donné que LTEM nécessite la transmission d'électrons à travers l'épaisseur de l'échantillon, les auteurs ont étudié la lamelle plus épaisse L2 en utilisant uniquement la microscopie à force magnétique (MFM). *
Pour les mesures MFM, la lamelle a été transférée sur un substrat de silicium préconfiguré pour être facilement accessible par la pointe MFM. Les mesures ont été effectuées sous vide et les sondes AFM NANOSENSORS™ SuperSharpSilicon™ pour microscopie à force magnétique (SSS-MFMR) ont été utilisés pour toutes les mesures. *
Dans l'article, il est montré à partir d'une analyse détaillée de la structure de diffraction des rayons X que le FGT n'a pas de symétrie d'inversion en raison d'une distribution asymétrique des lacunes de Fe. Cette rupture induite par la lacune de la symétrie d'inversion de ce composé est une observation surprenante et nouvelle et est une condition préalable à une interaction d'échange de vecteurs Dzyaloshinskii – Moriya qui explique la phase chirale du skyrmion de Néel. Ce phénomène est probablement commun à de nombreux matériaux vdW 2D et suggère une voie vers la préparation de nombreux composés acentriques de ce type. *
De plus, il a été constaté que la taille du skyrmion dans le FGT dépend fortement de son épaisseur : la taille du skyrmion augmente de ≈100 à ≈750 nm lorsque l'épaisseur de la lamelle augmente de ≈90 nm à ≈2 µm. Cette accordabilité de taille extrême est une caractéristique commune à de nombreux composés ferro- et ferrimagnétiques à faible symétrie. *
Dépendance à l'épaisseur de la taille du skyrmion dans la lamelle L2 telle qu'imagée par MFM. a) Image SEM de la lamelle en forme de coin. L'épaisseur de la lamelle varie de ≈100 nm à ≈2 µm. b) Image MFM des skyrmions dans la lamelle à 100 K et 0.032 T. c–f) Évolution des skyrmions lorsque le champ passe de 0.1 à 0.2 T et atteint finalement l'état de champ polarisé à ≈0.3 T. Le contraste bleu et rouge dans les images MFM représentent des domaines magnétisés vers le haut et vers le bas. Toutes les images MFM sont à la même échelle : une barre d'échelle est indiquée en (b). g) Diamètre du skyrmion en fonction de l'épaisseur de la lamelle, y compris les données MFM et LTEM.
*Anirban Chakraborty, Abhay K. Srivastava, Ankit K. Sharma, Ajesh K. Gopi, Katayoon Mohseni, Arthur Ernst, Hakan Deniz, Binoy Krishna Hazra, Souvik Das, Paolo Sessi, Ilya Kostanovskiy, Tianping Ma, Holger L. Meyerheim et Stuart SP parkine
Skyrmions magnétiques dans un ferromagnétique 2D réglable en épaisseur à partir d'une interaction Dzyaloshinskii–Moriya pilotée par défaut
Matériaux avancés, volume 34, numéro 11, 17 mars 2022, 2108637
DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202108637
Libre accès : L'article «Skyrmions magnétiques dans un ferromagnétique 2D réglable en épaisseur à partir d'une interaction Dzyaloshinskii–Moriya pilotée par défaut” par Anirban Chakraborty, Abhay K. Srivastava, Ankit K. Sharma, Ajesh K. Gopi, Katayoon Mohseni, Arthur Ernst, Hakan Deniz, Binoy Krishna Hazra, Souvik Das, Paolo Sessi, Ilya Kostanovskiy, Tianping Ma, Holger L. Meyerheim et Stuart SP Parkin est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International, qui permet l'utilisation, le partage, l'adaptation, la distribution et la reproduction sur tout support ou format, tant que vous donnez le crédit approprié à l'auteur ou aux auteurs originaux et à la source, fournissez un lien vers la licence Creative Commons et indiquer si des modifications ont été apportées. Les images ou tout autre matériel de tiers dans cet article sont inclus dans la licence Creative Commons de l'article, sauf indication contraire dans une ligne de crédit au matériel. Si le matériel n'est pas inclus dans la licence Creative Commons de l'article et que votre utilisation prévue n'est pas autorisée par la réglementation légale ou dépasse l'utilisation autorisée, vous devrez obtenir l'autorisation directement du détenteur des droits d'auteur. Pour voir une copie de cette licence, visitez https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
