Reversible writing/deleting of magnetic skyrmions through hydrogen adsorption/desorption.
Reversible writing/deleting of magnetic skyrmions through hydrogen adsorption/desorption.
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通过氢吸附/解吸可逆写入/删除磁性斯格明子
DOI：
10.1038/s41467-022-28968-4
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发表时间：
2022-03-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Liu K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen G;Ophus C;Quintana A;Kwon H;Won C;Ding H;Wu Y;Schmid AK;Liu K
磁skyrmions是拓扑非平凡的自旋纹理与预期的应用在能源效率的磁信息存储。通过写入/删除过程切换磁性skyrmions的存在对于自旋电子学应用是必不可少的，这通常需要施加磁场，栅极电压或电流。在这里，我们展示了在室温下，通过氢在Ni和Co膜表面的化学吸附/脱附，skyrmions的可逆无场写入/删除。在蒙特-卡罗模拟的支持下，skyrmion的产生/湮灭归因于铁磁表面上氢致磁各向异性的变化。我们还证明了氢和氧对磁各向异性和其他磁性表面上的skyrmion删除的作用。我们的研究结果为设计skyrmionic和磁离子器件开辟了新的可能性。要使用skyrmions存储信息，需要一种有效的方法来写入和删除它们。在这里，Chen等人通过使用氢吸附来改变承载skyrmions的金属多层膜的磁各向异性，证明了在室温下skyrmions的写入和删除。
Magnetic skyrmions are topologically nontrivial spin textures with envisioned applications in energy-efficient magnetic information storage. Toggling the presence of magnetic skyrmions via writing/deleting processes is essential for spintronics applications, which usually require the application of a magnetic field, a gate voltage or an electric current. Here we demonstrate the reversible field-free writing/deleting of skyrmions at room temperature, via hydrogen chemisorption/desorption on the surface of Ni and Co films. Supported by Monte-Carlo simulations, the skyrmion creation/annihilation is attributed to the hydrogen-induced magnetic anisotropy change on ferromagnetic surfaces. We also demonstrate the role of hydrogen and oxygen on magnetic anisotropy and skyrmion deletion on other magnetic surfaces. Our results open up new possibilities for designing skyrmionic and magneto-ionic devices. To use skyrmions to store information, an effective method for writing and deleting them is required. Here, Chen et al demonstrate the writing and deleting of skyrmions at room temperature by using hydrogen adsorption to change the magnetic anisotropy of the metallic multilayer hosting the skyrmions.
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