(a) Estruturas magnéticas semelhantes a vórtices em forma de arco e multi-anéis recuperadas da análise típica de TIE de Lorentz-TEM. (b) Características reais dessas estruturas magnéticas complexas obtidas a partir da técnica de contraste de fase diferencial. Crédito:© Science China Press
Recentemente, a observação de novas estruturas magnéticas topológicas representadas por skyrmions deve fornecer novos caminhos na construção de dispositivos spintrônicos. Em bolhas magnéticas, embora estes sejam domínios de cilindro "antigos", as bolhas tipo I (renomeadas como bolhas de skyrmion com a mesma topologia dos skyrmions) remotivaram os interesses científicos gerais. Ao usar a microscopia eletrônica de transmissão de Lorentz (Lorentz-TEM) para reconhecer bolhas magnéticas em nanoestruturas magnéticas, os cientistas observaram algumas estruturas magnéticas complexas semelhantes a vórtices além das bolhas magnéticas tradicionais, que poderiam ser usados como portadores de informação em dispositivos spintrônicos emergentes. Compreensão física deles, Contudo, permanece obscuro. Recentemente, Tang et al. do Laboratório de Alto Campo Magnético da Academia Chinesa de Ciências esclareceu essas complexas estruturas semelhantes a vórtices como bolhas magnéticas tridimensionais (3-D) moduladas em profundidade em um cristal de Fe de Kagome 3 Sn 2 .
Conforme recuperado da técnica de análise TIE tradicional, as configurações magnéticas podem se desviar significativamente das estruturas magnéticas reais. Por causa da detecção direta do campo magnético local da técnica de contraste de fase diferencial (DPC), O DPC o torna uma técnica mais avançada para determinar configurações magnéticas reais com precisão. Usando a técnica DPC, primeiro, os autores obtiveram as características reais dessas configurações magnéticas complexas. Então, combinando com bolhas magnéticas simuladas numéricas 3-D dos tipos I e II, os autores demonstraram ainda que os mapeamentos de magnetização integral no plano de dois tipos de bolhas magnéticas estão em alta consistência com os experimentos e são responsáveis pelas complexas estruturas magnéticas semelhantes a vórtices.
Conforme obtido a partir da técnica TEM, as configurações magnéticas são mais facilmente consideradas como domínios magnéticos bidimensionais. Este estudo sugere que as estruturas magnéticas 3-D desempenham um papel importante na compreensão de configurações magnéticas complexas. Recentemente, As estruturas magnéticas 3-D têm atraído muita atenção; Contudo, a observação direta de estruturas magnéticas 3-D continua sendo uma tarefa desafiadora. Este estudo fornece uma importante prova experimental da existência de estruturas magnéticas 3-D.
Numérica simulada em profundidade modulada dois tipos de bolhas magnéticas (painel superior) e correspondentes mapeamentos de magnetização integral no plano sobre a profundidade (painel inferior). Crédito:© Science China Press