4、平面曲线纳米系统中的几何诱导磁效应

平面曲线纳米系统中的几何诱导磁效应

畴壁脱钉实验

曲线交换驱动的手性效应虽然普遍存在，但在实验中却难以发现，因为它们会被其他效应或相互作用所掩盖，例如长程静磁相互作用。而且，仅曲线系统中的交换相互作用并不会导致曲率诱导的手性效应，还需要存在一种随曲率变化的各向异性。

为此，研究人员对由软铁磁材料（坡莫合金）制成的扁平抛物线条纹进行了实验，以探索曲率诱导的手性响应。这种系统包含一种形状诱导的各向异性，由于静磁相互作用，它遵循抛物线形状。理论预测，扁平抛物线条纹的磁化反转呈现两步过程：
1. 第一步开关事件 ：由交换驱动的DMI（Dzyaloshinskii - Moriya相互作用）诱导的钉扎势中，横向尾对尾畴壁（DW）被排出。这一过程对应于从X射线磁圆二色性光电子发射显微镜（XMCD - PEEM）的红色对比度转变为具有蓝 - 红对比度的偶极对比度。
2. 第二步开关事件 ：从抛物线分支末端成核的头对头畴壁向顶点区域传播，导致出现蓝色的XMCD - PEEM对比度。

通过对磁滞回线测量过程中出现的静态磁化状态进行实验研究，证实了上述预测的开关机制。结合微磁模拟和解析计算，可以根据第一个开关场$B_{DMI}$来量化有效交换驱动的DMI常数$D_E$：
$D_E = B_{DMI} M_s \sqrt{\frac{A}{K}} \frac{2 \pi W}{H} [2 \ln(W/H) + 3]$
其中，$W$和$H$分别为条纹的宽度和厚度。实验确定的交换驱动DMI常数相对较强，与非对称Co三明治的报道值相当。此外，还可以通过调整铁磁体的局部曲率和形状来调节该值。 <