铁石榴石中的手性磁性与电驱动畴壁学术资讯

来源：蓝海星智库

美国DARPA“电子拓扑激励”项目资助，麻省理学院的研究人员通过实验证实，具有垂直方向各向异性磁性的铁石榴石薄膜中存在纯手性Néel磁畴壁，且畴壁可由电流驱动。磁性氧化物是制造自旋存储器信号传输器件的基础材料。目前，铂等贵金属已在绝缘磁性氧化物中实现了自旋传输，但尚未观察到手性自旋结构。为此，研究人员以钆镓石榴石（Gd3Ga5O12）为衬底，通过外延生长得到5 ~ 7 nm厚垂直磁化的两种铁石榴石薄膜——Tm3Fe5O12和Tb3Fe5O12，涂覆4 nm厚的铂层并进行光刻。在光刻轨道两端施加交变电流，测量与轨道正交的金线的霍尔电阻，并用磁光克尔效应旋光仪检测局部磁化。实验结果表明，中心对称的铁石榴石薄膜中存在手性磁场，能稳定手性Néel 磁畴壁的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用。Néel畴壁可由临近铂层引发的自旋电流驱动，移动速度超过800 m/s。