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  • Natura magnetica di strutture complesse simili a vortici

    (a) Strutture magnetiche a forma di vortice multi-anello e ad arco recuperate dalla tipica analisi TIE di Lorentz-TEM. (b) Caratteristiche reali di queste complesse strutture magnetiche ottenute dalla tecnica del contrasto di fase differenziale. Credito:©Science China Press

    Recentemente, l'osservazione di nuove strutture magnetiche topologiche rappresentate dagli skyrmioni dovrebbe fornire nuovi percorsi nella costruzione di dispositivi spintronici. Nelle bolle magnetiche, sebbene questi siano domini cilindrici "antichi", le bolle di tipo I (rinominate come bolle di skyrmion con la stessa topologia di skyrmion) hanno rimotivato interessi scientifici generali. Utilizzando la microscopia elettronica a trasmissione di Lorentz (Lorentz-TEM) per riconoscere le bolle magnetiche nelle nanostrutture magnetiche, gli scienziati hanno osservato alcune complesse strutture magnetiche simili a vortici oltre le tradizionali bolle magnetiche, che potrebbero essere utilizzati come vettori di informazioni nei dispositivi spintronici emergenti. Comprensione fisica di loro, però, rimane poco chiaro. Recentemente, Tang et al. dall'High Magnetic Field Laboratory dell'Accademia cinese delle scienze ha chiarito queste complesse strutture simili a vortici come bolle magnetiche tridimensionali (3-D) modulate in profondità in un cristallo di Kagome Fe 3 Sn 2 .

    Come ricavato dalla tradizionale tecnica di analisi TIE, le configurazioni magnetiche possono discostarsi significativamente dalle strutture magnetiche reali. A causa del rilevamento diretto del campo magnetico locale della tecnica del contrasto di fase differenziale (DPC), Il DPC lo rende una tecnica più avanzata per determinare con precisione le configurazioni magnetiche reali. Utilizzando la tecnica DPC, primo, gli autori hanno ottenuto le reali caratteristiche di queste complesse configurazioni magnetiche. Quindi, combinando con simulazioni numeriche 3D di bolle magnetiche di tipo I e II, gli autori hanno inoltre dimostrato che le mappature integrali della magnetizzazione nel piano di due tipi di bolle magnetiche sono in alta coerenza con gli esperimenti e sono responsabili delle complesse strutture magnetiche simili a vortici.

    Come ottenuto dalla tecnica TEM, le configurazioni magnetiche sono più facilmente considerate come domini magnetici bidimensionali. Questo studio suggerisce che le strutture magnetiche 3D svolgono un ruolo importante nella comprensione di complesse configurazioni magnetiche. Recentemente, Le strutture magnetiche 3-D hanno attirato molta attenzione; però, l'osservazione diretta delle strutture magnetiche 3D rimane un compito impegnativo. Questo studio fornisce un'importante prova sperimentale dell'esistenza di strutture magnetiche 3-D.

    Due tipi di bolle magnetiche simulate numericamente in profondità (pannello superiore) e corrispondenti mappature integrali di magnetizzazione nel piano sulla profondità (pannello inferiore). Credito:©Science China Press




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