Magnetische aard van complexe vortex-achtige structuren

Onlangs wordt verwacht dat observatie van nieuwe topologische magnetische structuren voorgesteld door skyrmions nieuwe wegen zal bieden bij het construeren van spintronische apparaten. Hoewel dit in magnetische bellen “oude” cilinderdomeinen zijn, hebben de type-I-bellen (hernoemd als skyrmion-bellen met dezelfde topologie als skyrmions) de algemene wetenschappelijke interesses opnieuw gemotiveerd. Bij het gebruik van Lorentz transmissie-elektronenmicroscopie (Lorentz-TEM) om magnetische bellen in magnetische nanostructuren te herkennen, observeerden wetenschappers enkele complexe vortex-achtige magnetische structuren buiten de traditionele magnetische bellen, die zouden kunnen worden gebruikt als informatiedragers in opkomende spintronische apparaten. Het fysieke begrip ervan blijft echter onduidelijk. Onlangs hebben Tang et al. van High Magnetic Field Laboratory of Chinese Academy of Sciences verduidelijkte deze complexe vortex-achtige structuren als diepte-gemoduleerde driedimensionale (3D) magnetische bubbels in een Kagome-kristal Fe₃Sn₂.

Zoals blijkt uit de traditionele TIE-analysetechniek, kunnen de magnetische configuraties aanzienlijk afwijken van echte magnetische structuren. Vanwege de directe detectie van het lokale magnetische veld van de differentiële fasecontrasttechniek (DPC), maakt DPC het tot een meer geavanceerde techniek voor het nauwkeurig bepalen van echte magnetische configuraties. Met behulp van de DPC-techniek hebben de auteurs eerst de echte kenmerken van deze complexe magnetische configuraties verkregen. Vervolgens, door te combineren met 3D numeriek gesimuleerde magnetische bellen van type I en II, toonden de auteurs verder aan dat de integrale magnetisatietoewijzingen in het vlak van twee soorten magnetische bellen in hoge mate consistent zijn met de experimenten en verantwoordelijk zijn voor de complexe werveling. zoals magnetische structuren.

Zoals verkregen uit de TEM-techniek, worden de magnetische configuraties gemakkelijker beschouwd als tweedimensionale magnetische domeinen. Deze studie suggereert dat 3D-magnetische structuren een belangrijke rol spelen bij het begrijpen van complexe magnetische configuraties. Onlangs hebben 3D-magnetische structuren veel aandacht getrokken; directe observatie van 3D-magnetische structuren blijft echter een uitdagende taak. Deze studie levert een belangrijk experimenteel bewijs van het bestaan ​​van 3D-magnetische structuren.