Có sự quan tâm đáng kể đến các vật liệu van der Waals (vdW) với tư cách là vật chủ tiềm năng cho kết cấu spin skyrmionic chirus. Được quan tâm đặc biệt là hợp chất sắt từ, kim loại Fe3GeTe2 (FGT), có nhiệt độ Curie tương đối cao (150–220 K). Một số nghiên cứu gần đây đã báo cáo việc quan sát thấy các skyrmion bất đối Néel trong hợp chất này, điều này không phù hợp với cấu trúc đối xứng tâm được cho là của nó.*
Trong bài báo “Skyrmions từ tính trong độ dày Nam châm 2D có thể điều chỉnh được từ tương tác Dzyaloshinskii-Moriya được điều khiển khiếm khuyết” 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 và Stuart SP Parkin báo cáo việc quan sát các skyrmion loại Néel trong các tinh thể FGT đơn lẻ qua kính hiển vi điện tử truyền qua Lorentz (LTEM).*
Do LTEM yêu cầu truyền electron qua độ dày mẫu nên các tác giả đã nghiên cứu tấm mỏng L2 dày hơn chỉ bằng kính hiển vi lực từ (MFM). *
Đối với các phép đo MFM, lamella được chuyển trên đế silicon đã được tạo mẫu sẵn để có thể dễ dàng tiếp cận bằng đầu MFM. Các phép đo được thực hiện trong chân không và đầu dò NANOSENSORS™ SuperSharpSilicon™ AFM dành cho kính hiển vi lực từ (SSS-MFMR) được sử dụng cho tất cả các phép đo. *
Trong bài viết, từ phân tích cấu trúc nhiễu xạ tia X chi tiết cho thấy FGT thiếu tính đối xứng nghịch đảo do sự phân bố không đối xứng của các chỗ trống Fe. Sự phá vỡ tính đối xứng nghịch đảo của hợp chất này do chỗ trống gây ra là một quan sát đáng ngạc nhiên và mới lạ và là điều kiện tiên quyết cho tương tác trao đổi vectơ Dzyaloshinskii–Moriya, giải thích cho pha chirus Néel skyrmion. Hiện tượng này có thể phổ biến đối với nhiều vật liệu vdW 2D và gợi ý một hướng điều chế nhiều hợp chất tâm như vậy. *
Hơn nữa, người ta thấy rằng kích thước skyrmion trong FGT phụ thuộc rất nhiều vào độ dày của nó: kích thước skyrmion tăng từ ≈100 đến ≈750nm khi độ dày của lamella tăng từ ≈90 nm lên ≈2 µm. Khả năng điều chỉnh kích thước cực lớn này là đặc điểm chung của nhiều hợp chất sắt từ và sắt từ có tính đối xứng thấp. *
Sự phụ thuộc độ dày của kích thước skyrmion trong lamella L2 như được chụp bởi MFM. a) Ảnh SEM của phiến hình nêm. Độ dày của lamella thay đổi từ ≈100 nm đến ≈2 µm. b) Ảnh MFM của skyrmions trong lamella ở 100 K và 0.032 T. c–f) Sự phát triển của skyrmions khi trường tăng từ 0.1 lên 0.2 T và cuối cùng đạt đến trạng thái phân cực trường ở ≈0.3 T. Độ tương phản màu xanh lam và đỏ trong hình ảnh MFM thể hiện các miền từ hóa lên và xuống. Tất cả các hình ảnh MFM đều có cùng tỷ lệ: thanh tỷ lệ được hiển thị trong (b). g) Đường kính Skyrmion là hàm của độ dày lamella bao gồm cả dữ liệu MFM và 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 và Stuart SP Parkin
Skyrmions từ tính trong độ dày Nam châm 2D có thể điều chỉnh được từ tương tác Dzyaloshinskii-Moriya được điều khiển khiếm khuyết
Tài liệu nâng cao, Tập 34, Số 11, ngày 17 tháng 2022 năm 2108637, XNUMX
DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202108637
Truy cập mở: Bài báo “Skyrmions từ tính trong độ dày Nam châm 2D có thể điều chỉnh được từ tương tác Dzyaloshinskii-Moriya được điều khiển khiếm khuyết” của 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 và Stuart SP Parkin được cấp phép theo Giấy phép Quốc tế Creative Commons Ghi công 4.0, cho phép sử dụng, chia sẻ, phỏng theo, phân phối và sao chép dưới bất kỳ phương tiện hoặc định dạng nào, miễn là bạn ghi công phù hợp cho (các) tác giả gốc và nguồn, cung cấp một liên kết tới giấy phép Creative Commons và cho biết liệu các thay đổi đã được thực hiện hay chưa. Các hình ảnh hoặc tài liệu của bên thứ ba khác trong bài viết này được bao gồm trong giấy phép Creative Commons của bài viết, trừ khi có quy định khác trong hạn mức tín dụng cho tài liệu. Nếu tài liệu không có trong giấy phép Creative Commons của bài viết và mục đích sử dụng dự định của bạn không được quy định pháp luật cho phép hoặc vượt quá mức sử dụng được phép, bạn sẽ cần phải xin phép trực tiếp từ người giữ bản quyền. Để xem bản sao của giấy phép này, hãy truy cập https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
