Existe un interés considerable en los materiales de van der Waals (vdW) como anfitriones potenciales de texturas de espín skyrmiónico quiral. De particular interés es el compuesto metálico ferromagnético Fe3GeTe2 (FGT), que tiene una temperatura de Curie comparativamente alta (150–220 K). Varios estudios recientes han informado la observación de skyrmions quirales de Néel en este compuesto, lo que es inconsistente con su supuesta estructura centrosimétrica.*
En el artículo "Skyrmions magnéticos en un ferroimán 2D ajustable de espesor de una interacción Dzyaloshinskii-Moriya impulsada por defectos” Anirban Chakraborty, Abhay K. Srivastava, Ankit K. Sharma, Ajesh K. Gopi, Katayoon Mohseni, Arthur Ernst, Hakan Deniz, Binoy Krishna Hazra, Souvik Das, Paolo Sessi, Ilya Kostanovskiy, Tianping Ma, Holger L. Meyerheim y Stuart SP Parkin informa la observación de skyrmions tipo Néel en monocristales de FGT a través de microscopía electrónica de transmisión de Lorentz (LTEM).*
Dado que LTEM requiere la transmisión de electrones a través del espesor de la muestra, los autores investigaron la laminilla L2 más gruesa utilizando solo microscopía de fuerza magnética (MFM). *
Para las mediciones de MFM, la laminilla se transfirió a un sustrato de silicio previamente modelado para que la punta de MFM pudiera acceder fácilmente a ella. Las mediciones se realizaron en vacío y sondas NANOSENSORS™ SuperSharpSilicon™ AFM para microscopía de fuerza magnética (SSS-MFMR) se utilizaron para todas las mediciones. *
En el artículo se muestra a partir del análisis detallado de la estructura de difracción de rayos X que FGT carece de simetría de inversión como resultado de una distribución asimétrica de las vacantes de Fe. Esta ruptura inducida por vacantes de la simetría de inversión de este compuesto es una observación sorprendente y novedosa y es un requisito previo para una interacción de intercambio de vectores Dzyaloshinskii-Moriya que explica la fase quiral de Néel skyrmion. Es probable que este fenómeno sea común a muchos materiales 2D vdW y sugiere un camino para la preparación de muchos de estos compuestos acéntricos. *
Además, se encuentra que el tamaño del skyrmion en FGT depende en gran medida de su grosor: el tamaño del skyrmion aumenta de ≈100 a ≈750 nm a medida que el grosor de la lámina aumenta de ≈90 nm a ≈2 µm. Esta capacidad de ajuste de tamaño extremo es una característica común a muchos compuestos ferromagnéticos y ferrimagnéticos de baja simetría. *
Dependencia del grosor del tamaño de skyrmion en la laminilla L2 según la imagen de MFM. a) Imagen SEM de la lámina en forma de cuña. El grosor de la lámina varía de ≈100 nm a ≈2 µm. b) Imagen MFM de skyrmions en la lámina a 100 K y 0.032 T. c–f) Evolución de skyrmions a medida que el campo aumenta de 0.1 a 0.2 T y finalmente alcanza el estado polarizado de campo a ≈0.3 T. El contraste azul y rojo en las imágenes MFM representan dominios magnetizados hacia arriba y hacia abajo. Todas las imágenes MFM están a la misma escala: se muestra una barra de escala en (b). g) Diámetro de Skyrmion en función del grosor de la lámina, incluidos los datos MFM y LTEM.
*Anirban Chakraborty, Abhay K. Srivastava, Ankit K. Sharma, Ajesh K. Gopi, Katayoon Mohseni, Arthur Ernst, Hakan Deniz, Binoy Krishna Hazra, Souvik Das, Paolo Sessi, Ilya Kostanovskiy, Tianping Ma, Holger L. Meyerheim y Stuart SP Parkin
Skyrmions magnéticos en un ferroimán 2D ajustable de espesor de una interacción Dzyaloshinskii-Moriya impulsada por defectos
Materiales avanzados, volumen 34, número 11, 17 de marzo de 2022, 2108637
DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202108637
Acceso abierto: el artículo “Skyrmions magnéticos en un ferroimán 2D ajustable de espesor de una interacción Dzyaloshinskii-Moriya impulsada por defectos” por Anirban Chakraborty, Abhay K. Srivastava, Ankit K. Sharma, Ajesh K. Gopi, Katayoon Mohseni, Arthur Ernst, Hakan Deniz, Binoy Krishna Hazra, Souvik Das, Paolo Sessi, Ilya Kostanovskiy, Tianping Ma, Holger L. Meyerheim y Stuart SP Parkin tiene una licencia Creative Commons Attribution 4.0 International License, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente, se proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
