文档名：Au多层膜中磁斯格明子的密度调控
摘要：磁斯格明子是一种拓扑自旋结构,凭借其尺寸小、结构稳定和驱动电流密度低等特性,有望成为新一代赛道磁存储器件的信息存储单元.在存有磁斯格明子的材料体系中,具有界面Dzyaloshinskii-MoriyaInteraction(DMI)的铁磁多层膜可与现代纳米制造工艺兼容,并且这种铁磁多层膜产生的磁斯格明子在室温下可稳定存在,这为基于磁斯格明子研发的电子器件提供了材料基础.然而磁性多层膜中界面DM相互作用、交换相互作用和偶极相互作用等各种作用之间的竞争,导致了磁斯格明子密度的随机变化,降低了磁斯格明子器件的可控性.因此,系统的研究材料参数对磁斯格明子密度的调控具有重要的意义.本文通过改变磁性层Co层的厚度调控了磁性多层膜中磁斯格明子的密度.实验结果表明,随着Co层厚度的增加,磁斯格明子的密度先增加后减少,其中Co层为2.1nm时磁斯格明子密度最大.理论计算表明,磁性层厚度的变化会引起磁各向异性的转变和内禀属性DM相互作用的改变,进而影响磁斯格明子密度的变化.
Abstract：Magneticskyrmionhasatopologicalspintexture,whichpossessesmanyexcellentfeaturessuchassmallsize,stablestructureandlowdrivecurrentdensity.Ithasgreatpotentialapplicationininformationstorageandinformationprocessing.FerromagneticmultilayerfilmswithinterfacialDMIcanbecompatiblewithmodernnanocrystallinemanufacturingprocessesinthematerialsystemwithmagneticskyrmions.Magneticskyrmionsgeneratedintheferromagneticmultilayerfilmscanbestableatroomtemperature,whichisimportantfordevelopingelectronicdevicesbasedonmagneticskyrmions.However,duetothecompetinginterfacialDMinteractions,magneticanisotropy,exchangeinteractionsanddipoleinteractionsinmagneticmultilayers,thegenerationofmagneticskyrmionslacksregularityandhasalowdensity.Thesystematictuningofmaterialparameterstogeneratehighdensitymagneticskyrmionsatroomtemperatureinmagneticmultilayersisthekeysteptosolvethisproblem.Here,aseriesofPt/Co/AumultilayerswithdifferentColayerthicknesseswerepreparedbymagnetronsputtering.Theirmagneticanisotropywasqualitativelyanalyzedusinghysteresislinesobtainedfromavibratingsamplemagnetometer(VSM).TheirmagneticdomainstructurewasimagedusingtheLorentzianmodeoftransmissionelectronmicroscopy.TheresultshowedthatthedensityofmagneticskyrmionsincreasedandthendecreasedastheColayerthicknessincreases,withthemaximumdensityofmagneticskyrmionsataColayerof2.1nm.TheoreticalcalculationsshowedthatthechangeinthethicknessofthemagneticlayercausedashiftinthemagneticanisotropyandachangeintheendogenouspropertyDzyaloshinskii-MoriyainteractionD,whichinturnaffectedthechangeinthemagneticskyrmionsdensity.
作者：徐琦 张宇中 胡玥 李泽林 姜泽 王楠 蒙萱 邓霞 关超帅 朱柳 张军伟 彭勇Author：XUQi ZHANGYuzhong HUYue LIZelin JIANGZe WANGNan MENGXuan DENGXia GUANChaoshuai ZHULiu ZHANGJunwei PENGYong
作者单位：兰州大学材料与能源学院兰州大学物理与科学技术学院兰州大学电镜中心,磁学与磁性材料教育部重点实验室,甘肃兰州730000
刊名：电子显微学报 ISTICPKU
Journal：JournalofChineseElectronMicroscopySociety
年，卷(期)：2024, 43(2)
分类号：O44O469TG115.21+5.3
关键词：磁斯格明子 球差电镜 洛伦兹技术 磁性层厚度
Keywords：magneticskyrmions sphericalelectronmicroscopy Lorentztechnique magnetlayerthickness
机标分类号：S791.22S513.01O431.2
在线出版日期：2024年5月21日
基金项目：国家自然科学基金Pt/Co/Au多层膜中磁斯格明子的密度调控[
期刊论文] 电子显微学报--2024, 43(2)徐琦 张宇中 胡玥 李泽林 姜泽 王楠 蒙萱 邓霞 关超帅 朱柳 张军伟 彭勇磁斯格明子是一种拓扑自旋结构,凭借其尺寸小、结构稳定和驱动电流密度低等特性,有望成为新一代赛道磁存储器件的信息存储单元.在存有磁斯格明子的材料体系中,具有界面Dzyaloshinskii-MoriyaInteraction(DMI)的铁磁多层...参考文献和引证文献
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