Zugriffsnummer 50916
Dokumenttyp Zeitschriftenartikel
Peer Review mit Peer Review
Sprache Englisch
Titel Radially dependent stray field signature of chiral magnetic skyrmions
Autor(in); Institution
Barton, Craig; National Physical Laboratory (NPL), Teddington, UK
Fernández Scarioni, Alexander; 2.4, Quantenelektronik, PTB-Braunschweig
Sakar, Baha; 2.5, Halbleiterphysik und Magnetismus, PTB-Braunschweig
Sievers, Sibylle; 2.5, Halbleiterphysik und Magnetismus, PTB-Braunschweig
Garcia-Sanchez, Felipe; Universidad de Salamanca, Departamento Física Aplicada, Salamanca, SPAIN
Thompson, Phillip; University of Manchester, Nano Engineering and Spintronic Technologies Group, Department of Computer Science, Manchester, UK
Ajejas, Fernando; Université Paris-Saclay, Univ. Paris-Sud, Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Palaiseau, FRANCE
Legrand, William; Université Paris-Saclay, Univ. Paris-Sud, Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Palaiseau, FRANCE
Reyren, Nicolas; Université Paris-Saclay, Univ. Paris-Sud, Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Palaiseau, FRANCE
Thomson, Thomas; University of Manchester, Nano Engineering and Spintronic Technologies Group, Department of Computer Science, Manchester, UK
Cros, Vincent; Université Paris-Saclay, Univ. Paris-Sud, Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Palaiseau, FRANCE
Schumacher, Hans Werner; 2.5, Halbleiterphysik und Magnetismus, PTB-Braunschweig
Kazakova, Olga; National Physical Laboratory (NPL), Teddington, UK
Quelle/Jahr Physical Review B: 108 (2023), 10, 104409-1 - 104409-10
Artikelnummer 104409
ISSN 2469-9950 (print) ; 2469-9969 (online)
DOI
Verlag Washington DC: American Physical Society (APS)
Zusammenfassung Magnetic skyrmions are topological spin structures that arise in chiral magnetic systems which exhibit broken inversion symmetry and high spin-orbit coupling resulting in a sizable Dzyaloshinskii-Moriya interaction. Understanding the local spin texture of skyrmions is a vital metrological step in the development of skyrmionic technologies required for novel logic or storage devices in addition to providing fundamental insight into the nanoscale chiral interactions inherent to these systems. Here, we propose that there exists a radially dependent stray field signature that emanates from magnetic skyrmions. We employ quantitative magnetic force microscopy to experimentally explore this stray field signature. To corroborate the experimental observations a semianalytical model is developed which is validated against micromagnetic simulations. This unique approach provides a route to understand the unique radially dependent field signature from skyrmions, which allows an understanding of the underlying local magnetization profile to be obtained. From a practical standpoint, our results provide a rapid approach to validate outputs from numerical or micromagnetic simulations. This approach could be employed to optimize the complex matrix of magnetic parameters required for fabricating and modeling skyrmionic systems, in turn accelerating the technology readiness level of skyrmionic based devices.
Themenbereich der Metrologie Elektrizität und Magnetismus
Förderinformationen (1) Förderername: European Commission (EC)
Förderer ID: 0000 0001 2242 8989
Förderer ID Typ: ISNI
Förderprogramm: EMPIR 2017 Fundamental
Titel der Förderung: 17FUN08: TOPS: Metrology for topological spin structures
Förderungsnummer: 17FUN08
Förderinformationen (2) Förderername: UK Government Department for Business, Energy and Industrial Strategy
Förderprogramm: NMS funding (Low Loss Electronics) ; UK national Quantum Technologies program
Förderinformationen (3) Förderername: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Förderer ID: 0000 0001 2096 9829
Förderer ID Typ: ISNI
Förderprogramm: Germany’s Excellence Strategy - EXC-2123, QuantumFrontiers
Förderungsnummer: 390837967
Förderinformationen (4) Förderername: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Förderer ID: 0000 0001 2096 9829
Förderer ID Typ: ISNI
Förderprogramm: DFG Priority Program No. SPP 2137 Skyrmionics
Förderinformationen (5) Förderername: Agence Nationale de la Recherche France (ANR)
Förderer ID: 0000 0001 2104 254X
Förderer ID Typ: ISNI
Förderprogramm: TOPSKY
Förderungsnummer: ANR-17-CE24-0025
Förderinformationen (6) Förderername: Agence Nationale de la Recherche France (ANR)
Förderer ID: 0000 0001 2104 254X
Förderer ID Typ: ISNI
Förderprogramm: MEDYNA
Förderungsnummer: ANR-20-CE42-0012
Förderinformationen (7) Förderername: Agence Nationale de la Recherche France (ANR)
Förderer ID: 0000 0001 2104 254X
Förderer ID Typ: ISNI
Förderprogramm: SKYTOP
Förderungsnummer: 824123

Zitierung

Barton, C., Fernández Scarioni, A., Sakar, B., Sievers, S., Garcia-Sanchez, F., Thompson, P., Ajejas, F., Legrand, W., Reyren, N., Thomson, T., Cros, V., Schumacher, H. W., & Kazakova, O. (2023). Radially dependent stray field signature of chiral magnetic skyrmions. Physical Review B, 108(10), 104409-1–104409-10. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.104409

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