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Empa forscht an Skyrmionen
Erfahrung mit ferromagnetischen Multilagensystemen und Magnetokraftmikroskopie
Schematische Darstellung eines Skyrmions (links): Die Pfeile zeigen die Richtung der magnetischen Momente. Bilder aus dem Magnetokraftmikroskop zeigen zwei unterschiedliche Typen von Skyrmionen in einer komplexen Multilage (rechts): anhand der Farbintensitäten sind die beiden Skyrmionen unterscheidbar.
Quelle: Empa
Zwischen den zwei ferromagnetischen Multilagen, die Skyrmionen erzeugen – die Kombination aus Ir/Fe/Co/Pt-Schichten wird fünf Mal übereinandergelegt –, fügten die Forscher eine ferrimagnetische Multilage aus einer Tb/Gd-Legierung und einer Co-Schicht ein. Das Besondere an dieser Lage ist, dass sie für sich alleine keine Skyrmionen erzeugen kann. Die äusseren beiden Schichten erzeugen dagegen Skyrmionen in grosser Zahl.
Die Forscher justierten das Mischungsverhältnis der beiden Metalle Tb und Gd sowie die Dicken der TbGd- und der Co-Schicht in der zentralen Lage so, dass sich dessen magnetische Eigenschaften durch die äusseren ferromagnetischen Schichten beeinflussen lassen: Diese «pressen» Skyrmionen in die mittlere ferrimagnetische Schicht. Dadurch entsteht ein Schichtsystem, in dem zwei verschiede Typen von Skyrmionen existieren.
Autor(in) pd/ jst