Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.25673/38007
Title: Discovery of co-existing non-collinear spin textures in D2d Heusler compounds
Author(s): Jena, JagannathLook up in the Integrated Authority File of the German National Library
Referee(s): Parkin, Stuart S. P.Look up in the Integrated Authority File of the German National Library
Back, Christian
Kézsmárki, IstvánLook up in the Integrated Authority File of the German National Library
Granting Institution: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Issue Date: 2021
Extent: 1 Online-Ressource (177 Seiten)
Type: HochschulschriftLook up in the Integrated Authority File of the German National Library
Type: Doctoral thesis
Exam Date: 2021-05-20
Language: English
URN: urn:nbn:de:gbv:3:4-1981185920-382506
Abstract: Diese Arbeit behandelt die unerwartete Entdeckung einer neuartigen magnetischen Spintextur, nämlich eines "elliptischen Bloch-Skyrmions" mit einer topologischen Ladung von -1, das in derselben invers-tetragonalen D2d-Heusler-Verbindung Mn1.4Pt0.9Pd0.1Sn gefunden wurde, deren kristalline Symmetrie normalerweise Antiskyrmionen der topologischen Ladung +1 unterstützt. Die Koexistenz dieser verschiedenen Nano-Objekte mit entgegengesetzten topologischen Ladungen hängt von der zeitlichen Entwicklung von Temperatur und Feld ab. Diese Spintexturen finden sich auch in einer ferrimagnetischen D2d-Verbindung mit niedriger Sättigungsmagnetisierung (Mn2Rh0.95Ir0.05Sn), was einen Weg zu vollständig kompensierten Nullmoment-Spintexturen eröffnet. Neben ihrer grundlegenden Bedeutung haben unsere Ergebnisse auch eine potenzielle technologische Anwendung im Bereich der magnetischen Racetrack-Datenspeicher. Anders als beim konventionellen Skyrmionen-Racetrack, bei dem das Vorhandensein oder Fehlen von Skyrmionen als digitale Bits verwendet wird, kann eine Folge elliptischer Bloch-Skyrmionen als "1"-Bits und Antiskyrmionen als "0"-Bits gelesen werden. Diese fortgeschrittene Version des Zwei-Bit-Speichers ist recht robust gegen thermische Drift und kann wesentliche Fehlerquellen reduzieren.
This thesis focuses on an unanticipated discovery of a novel magnetic spin texture, namely an ‘elliptical Bloch Skyrmion’ having a topological charge -1. It is found in the same D2d inverse tetragonal Heusler compound Mn1.4Pt0.9Pd0.1Sn, whose crystalline symmetry otherwise supports antiskyrmions of topological charge +1. The co-existence of these distinct nano-objects with opposite topological charges depends on the temperature and field history. These spin textures are also found in a low saturation magnetization ferrimagnetic D2d compound Mn2Rh0.95Ir0.05Sn, thereby opening a path toward fully compensated zero moment spin textures. Besides its fundamental importance, our findings also have a potential technological application in the magnetic racetrack data storage device. Unlike the case of the conventional skyrmion racetrack, where the presence or absence of skyrmions is utilized as digital bits, a sequence of elliptical Bloch skyrmions can be read as ‘1’ bits and antiskyrmions as ‘0’ bits. This advanced version of the two-bits storage device is quite robust against thermal drift and can reduce significant sources of error.
URI: https://opendata.uni-halle.de//handle/1981185920/38250
http://dx.doi.org/10.25673/38007
Open Access: Open access publication
License: In Copyright
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