Enhancement of zero-field skyrmion density in [Pt/Co/Fe/Ir]2 multilayers at room temperature by the first-order reversal curve
Enhancement of zero-field skyrmion density in [Pt/Co/Fe/Ir]2 multilayers at room temperature by the first-order reversal curve
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通过一阶反转曲线增强室温下 [Pt/Co/Fe/Ir]2 多层膜中的零场斯格明子密度
DOI：
10.1063/5.0004432
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发表时间：
2020-06
影响因子：
3.2
通讯作者：
Ma Fusheng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ma Mangyuan;Ang Calvin Ching Ian;Li Yong;Pan Zizhao;Gan Weiliang;Lew Wen Siang;Ma Fusheng
磁skyrmions是一种新的拓扑自旋纹理在纳米尺度上，并已采取显着的努力，以提高其零场密度在室温下（RT）。在这项工作中，我们报道了一种方法，提高零场skyrmion密度在[Pt/Co/Fe/Ir]2多层膜在RT通过使用一阶反转曲线（FORC）技术，以获得信息的不可逆或可逆的磁化翻转过程中的行为。从FORC图上可以看出，磁化反转机制可分为三个阶段：（1）可逆迷宫状条畴膨胀或收缩阶段;（2）不可逆条畴破裂阶段;（3）不可逆Skyrmion湮灭阶段。此外，通过在不可逆条纹畴破裂阶段选择反转场，可以大大提高零场skyrmion密度。根据最大的FORC分布ρ，求得最大的Skyrmion密度。我们的研究结果建立了FORC测量作为一个有价值的工具，调查磁性多层膜的高skyrmion密度。
Magnetic skyrmions are novel topological spin textures on the nanoscale, and significant efforts have been taken to improve their zero-field density at room temperature (RT). In this work, we reported an approach of improving zero-field skyrmion density in [Pt/Co/Fe/Ir]2 multilayers at RT by using the first-order reversal curve (FORC) technique to obtain information on the irreversible or reversible behaviors in the magnetization switching process. It was found from the FORC diagram that the magnetization reversal mechanism can be characterized into three stages: (1) reversible labyrinth stripe domains expanding or shrinking stage; (2) irreversible stripe domains fracturing stage; and (3) irreversible skyrmion annihilation stage. Furthermore, the zero-field skyrmion density can be highly improved by choosing reversal fields from the irreversible stripe domains fracturing stage. The highest skyrmion density was approached according to the maximum FORC distribution ρ. Our results have established the FORC measurement as a valuable tool for investigating magnetic multilayers of high skyrmion densities.
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