具有纳米尺寸的粒子状磁性结构,例如斯格明子,有望用于未来的自旋电子器件。一般来说,Dzyaloshinskii-Moriya相互作用和偶极相互作用是产生非线性自旋构型的主要因素。然而,为了稳定拓扑斯格明子,通常需要外部磁场。近日,北京航空航天大学Shulan Zuo,中科院物理所Ying Zhang等直接观察到了斯格明子的自发出现,以及在钕-钴(NdCo5)稀土磁体中自旋重定向转变过程中独特的连续拓扑域演化。
本文要点:
1)在降低温度时,纳米斯格明子晶格演变成封闭的面内畴(EIPD),类似于尺寸低于120 nm的迷你条形磁铁。内部磁化随磁各向异性旋转,展示了操控迷你条形磁铁的能力。
2)纳米级EIPD晶格在241-167 K的宽温度范围内保持稳定,表明在高密度面内磁信息存储的可能性。
该工作报道的传统NdCo5稀土磁体中自发磁性斯格明子的产生和连续畴变有望促进对具有新物理机制的拓扑磁自旋结构在多功能磁体中的应用探索。
Shulan Zuo, et al. Spontaneous Topological Magnetic Transitions in NdCo5 Rare-Earth Magnets. Adv. Mater., 2021
DOI: 10.1002/adma.202103751