Les skyrmions magnétiques sont considérés comme les précurseurs de nouvelles applications spintroniques. En raison de leur taille nanométrique et car ils peuvent être déplacés dans des pistes par un courant électrique, les skyrmions se sont imposés comme futurs porteurs d’information dans des mémoires et des dispositifs logiques non-volatiles, ultra-rapides et à forte densité de stockage. Bien que leur existence à température ambiante et leur déplacement sous courant aient été démontrés, certaines questions concernant leur nucléation, leur stabilité et l’effet Hall de skyrmion doivent encore être résolus pour réaliser des dispositifs fonctionnels. Ici, nous démontrons que l'irradiation par un faisceau d’ions He+focalisé peut être utilisée pour créer et guider le déplacement des skyrmions dans des pistes magnétiques. Nous montrons que la réduction de l'anisotropie magnétique perpendiculaire et de l'interaction de Dzyaloshinskii-Moriya dans la piste irradiée conduit à la formation de skyrmions isolés et stables à température ambiante.Des expériences et des simulations de dynamique de skyrmions induite par le courant révèlent que ces derniers se déplacent en ligne droite le long de la piste irradiée, ce qui entraîne la suppression d’un frein majeur à leur intégration dans des applications : l’effet Hall de skyrmion. Les simulations micromagnétiques révèlent également plusieurs paramètres clés permettant d’augmenter la vitesse des skyrmions dans les pistes.
Des expériences et des simulations de dynamique de skyrmions induite par le courant révèlent queces-derniers se déplacent en ligne droite le long de la piste irradiée, ce qui entraîne la suppression d’un frein majeur à leur intégration dans des applications : l’effet Hall de skyrmion. Les simulations micromagnétiques révèlent également plusieurs paramètres clés permettant d’augmenter la vitesse des skyrmions dans les pistes.
Ces résultats ouvrent une nouvelle voie pour nucléer et guider des skyrmions dans des pistes magnétiques de dimension nanométrique, les rapprochant un peu plus de leur intégration technologique.
Reference
Nano Lett. 2021, 21, 7, 2989–2996
Roméo Juge1, Kaushik Bairagi1, Kumari Gaurav Rana1, Jan Vogel2, Mamour Sall3, Dominique Mailly4, Van Tuong Pham1, Qiang Zhang1, Naveen Sisodia1, Michael Foerster5, Lucia Aballe5, Mohamed Belmeguenai6, Yves Roussigné6, Stéphane Auffret1, Liliana D. Buda-Prejbeanu1, Gilles Gaudin1, Dafiné Ravelosona4, and Olivier Boulle1
1Univ. Grenoble Alpes, CNRS, CEA, Grenoble INP, Spintec, 38000 Grenoble, France
2Univ. Grenoble Alpes, CNRS, CNRS, 38000 Grenoble, France
3Spin-Ion Technologies, 91120 Palaiseau, France
4Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS, Universit ́e Paris-Saclay, 91120 Palaiseau, France
5ALBA Synchrotron Light Facility, 08290 Cerdanyola del Valles, Barcelona, Spain
6Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux, CNRS, Université Sorbonne
DOI : https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00136
Légende
A gauche, une image de microscopie magnétique montrant des trains de skyrmions d’une taille de 100 nm (en blanc) dans des pistes magnétiques définies par un faisceau d’ions He+ focalisé. Ces pistes sont séparées par une région uniformément aimantée (en noir) qui agit comme une barrière, créant ainsi des canaux pour y déplacer les skyrmions en ligne droite. Ceci est représenté sur le schéma à droite, qui montre deux pistes irradiées (en rouge) séparées par une région uniformément aimantée (en blanc).
