反铁磁卡格米半金属异质结构中观测到异常振荡磁阻

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中国科学院合肥物质科学研究院与中国科学院半导体研究所研究人员合作,在反铁磁卡格米半金属异质结构中观测到异常振荡磁阻,并在实空间直接识别了与之对应的拓扑磁结构。相关研究成果已发表在《Advanced Functional Materials》。

反铁磁卡格米半金属因几何挫折、自旋关联与能带拓扑之间存在强相互作用,被认为是发展反铁磁拓扑自旋电子学的潜在材料平台。

在该项工作中,研究团队基于反铁磁卡格米半金属制备了FeSn/Pt异质结构。研究人员通过打破界面处的反演对称性,引入并调控Dzyaloshinskii-Moriya相互作用,从而实现对FeSn层自旋构型的有效调控。

宏观输运测量结果显示,在特定FeSn厚度条件下,FeSn/Pt异质结构在低磁场区间出现非常规的阻尼振荡磁阻,其表现与传统的Shubnikov–de Haas振荡存在明显差异。

为进一步厘清该输运行为的来源,研究团队利用稳态高磁场装置(SHMFF)自主研发的低温高磁场磁力显微镜(MFM)开展实空间磁力显微成像,直接观测到异质结构中存在多种拓扑磁纹理。相关观测建立了异常低场磁阻与反铁磁拓扑自旋纹理之间的直接关联。

研究人员表示,该结果为反铁磁卡格米半金属中拓扑磁结构的形成机制及其输运响应提供了新的实验线索,并为基于反铁磁材料体系的磁旋涡(skyrmion)自旋电子器件设计与功能调控提供了物理依据。


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