科学者が電流駆動によるアンチスキルミオンの滑りを実験的に観察

中国科学院（CAS）物理研究所の張英教授のグループは、国内の大学および米国のロスアラモス国立研究所と協力して、電流駆動によるアンチスキルミオンの滑りを実験的に観察した。

彼らの作品は、 ネイチャーマテリアルズ 4月11で。

トポロジカルに保護されたスピン構造を持つ磁気（反）スキルミオンは、スピントロニクスデバイスにおける次世代の情報単位として有望です。電流を使用して（アンチ）スキルミオンを輸送する機能は、高効率のデータ保存と処理にとって特に興味深いものです。しかし、主な課題は、サンプルの端に向かう望ましくない横方向の偏向と、(反)スキルミオン ホール効果によるマグナス力による最終的な消滅です。

CASメンバーの沈保根氏の一貫したサポートの下、張教授の研究チームは、集束イオンビーム顕微鏡、ローレンツ透過型電子顕微鏡（L-TEM）、複数のその場ホルダーなどを備えた専用の磁化特性評価プラットフォームを構築した。

このプラットフォームは、さまざまな外部フィールドの下で超高空間解像度でトポロジカル ドメインを直接研究する強力な手段です。研究者らはこのプラットフォームを使用して、さまざまな種類の材料におけるスキルミオンの生成と操作を系統的に研究し、豊富な経験を蓄積してきました。

この研究では、研究者らは、室温で、外部磁場の存在なしで、Mn 内で電流駆動のアンチスキルミオンの直進滑りダイナミクスを実証することに成功しました。_1.4PtSnキラル磁石。

この成果は、強磁性バックグラウンドでのトポロジカル スキルミオンの通常の操作とは対照的に、相関の強いヘリカル ストライプ ドメインにアンチスキルミオンを埋め込むことによって実現されました。これらのストライプドメインは自然に一次元の線形トラックを提供し、それに沿ってアンチスキルミオンの滑りが低電流密度でアンチスキルミオンのホール効果による横方向の偏向なしに開始されます。

研究者らによると、ヘリカルストライプ背景におけるアンチスキルミオンの高い移動度は、マイクロ磁気シミュレーションと集団ピンニング理論を通じてよく理解でき、ランダムなピンニングポテンシャルを簡単にフェードアウトできるという。

さらに、この方法はストライプ ドメイン内のメロンまたはスキルミオンの滑り運動にも拡張でき、一般的な適用可能性をさらに実証します。

したがって、広い温度範囲とゼロ磁場の下でたわみを克服しながら、低い電流密度で自然に直線的なトラックに沿った反スキルミオンの動きを実証し、包括的に理解することは、スピントロニクスにおける（反）スキルミオンの応用に新しい視点を提供します。