表面と真空
Online ISSN : 2433-5843
Print ISSN : 2433-5835
特集「2021年日本表面真空学会学術講演会特集号Ⅲ」
自己形成型強磁性原子層を持つトポロジカル絶縁体によるサンドイッチ構造での軟磁性的スキルミオンの電気的観測
高城 拓也秋山 了太 I. A. KibirevA. V. Matetskiy中西 亮介佐藤 瞬亮深澤 拓朗佐々木 泰祐遠山 晴子樋渡 功太A. V. ZotovA. A. Saranin平原 徹長谷川 修司
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2022 年 65 巻 9 号 p. 405-410

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抄録

Under the competition of ferromagnetic interaction and Dzyaloshinskii-Moriya interaction, magnetic vortices in real-space, skyrmions, can be induced on a topological insulator (TI), which reflects the chiral spin structure on the gapped Dirac cone in the momentum space. Here, we observe skyrmions emerge on surfaces of two self-assembled ferromagnetic TI layers, Mn(Bi1-xSbx)2Te4, separated by a spacer of non-magnetic TI layer, (Bi1-xSbx)2Te3, through topological Hall effect (THE) by tuning the Fermi level with optimizing the Bi/Sb ratio. By the spacer-thickness-dependence of the magnitude of THE, we find that the moderate coupling of surface states between the top and bottom Mn(Bi1-xSbx)2Te4 layers is essentially important for inducing and stabilizing skyrmions. Moreover, the highly-ordered Mn atoms in the Mn(Bi1-xSbx)2Te4 lead to a strong exchange interaction therein, making skyrmions “soft magnetic”. This would open an avenue toward a topologically robust easy-rewritable novel magnetic memory for spintronics.

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