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斯格明子控制新机制:热效应与自旋轨道力矩的协同作用

科学探索万象经验2024-12-24

近年来,斯格明子的研究在凝聚态物理和材料科学领域引起了广泛关注。斯格明子是一种具有独特拓扑结构的磁性结构,因其潜在的应用前景而备受瞩目。最近一篇发表在《自然通讯》的论文,深入探讨了通过自旋轨道力矩和热效应控制斯格明子的机制。

斯格明子是存在于某些材料中的准粒子磁性结构,具有独特的旋转图案。由于其拓扑性质,斯格明子对外部扰动表现出很强的稳定性,使其在数据存储和处理应用中非常高效。斯格明子的尺寸小、稳定性高,并且能够在极低电流密度下移动,使其在自旋电子学领域具有极高的应用潜力,可能会革命性地改变未来的存储和逻辑器件。

在斯格明子的研究中,旋度指的是其自旋结构的旋向。控制和切换旋度对于实际应用中的斯格明子操控至关重要。自旋轨道力矩(SOT)是一种在具有强自旋轨道耦合的材料中发生的现象,电流的流动可以对材料的磁化产生力矩,进而操控斯格明子的磁性结构。

论文讨论了一种结合热效应和自旋轨道力矩的方法来控制合成铁磁性斯格明子的旋度。通过在多层磁性条带如[Pt/Co]₃/Ru/[Co/Pt]₃上施加电流脉冲,研究人员发现,斯格明子的旋度可以被可控地切换。