Weakly pinned skyrmion liquid in a magnetic heterostructure

Rhodri Mansell*, Yifan Zhou, Kassius Kohvakka, See Chen Ying, Ken R. Elder, Enzo Granato, Tapio Ala-Nissila, Sebastiaan Van Dijken

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

1 Sitaatiot (Scopus)
78 Lataukset (Pure)

Abstrakti

Magnetic skyrmions are topologically distinct particles whose thermally activated motion could be used to implement probabilistic computing paradigms. While solid-liquid phase transitions in skyrmion lattices have been demonstrated, the behavior of a skyrmion liquid and the effects of pinning are largely unknown. Here we demonstrate the formation of a weakly pinned skyrmion liquid in a magnetic heterostructure. By inserting a Ru wedge layer at the ferromagnet/heavy metal interface we evaluate the dependence of skyrmion dynamics on the skyrmion size and density. Our experiments demonstrate that the diffusion of skyrmions is largest in dense liquids with small skyrmions. The thermal motion of skyrmions at room temperature easily overcomes the narrow distribution of pinning site energies in the granular film structure, satisfying a key requirement of probabilistic device architectures. Micromagnetic simulations support the findings and also reveal the existence of a thermally activated high-frequency collective oscillation.

AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli054413
Sivut1-11
Sivumäärä11
JulkaisuPhysical Review B
Vuosikerta106
Numero5
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 10 elok. 2022
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Weakly pinned skyrmion liquid in a magnetic heterostructure'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä