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Observation of Magnetic Skyrmion Bubbles in a van der Waals Ferromagnet Fe3GeTe2.
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-01-10 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03453 Bei Ding 1, 2 , Zefang Li 1, 2 , Guizhou Xu 3 , Hang Li 1, 2 , Zhipeng Hou 4 , Enke Liu 1 , Xuekui Xi 1 , Feng Xu 3 , Yuan Yao 1 , Wenhong Wang 1
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-01-10 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03453 Bei Ding 1, 2 , Zefang Li 1, 2 , Guizhou Xu 3 , Hang Li 1, 2 , Zhipeng Hou 4 , Enke Liu 1 , Xuekui Xi 1 , Feng Xu 3 , Yuan Yao 1 , Wenhong Wang 1
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Two-dimensional (2D) van der Waals (vdW) magnetic materials have recently been introduced as a new horizon in materials science, and they enable potential applications for next-generation spintronic devices. Here, in this communication, the observations of stable Bloch-type magnetic skyrmions in single crystals of 2D vdW Fe3GeTe2 (FGT) are reported by using in situ Lorentz transmission electron microscopy (TEM). We find the ground-state magnetic stripe domains in FGT transform into skyrmion bubbles when an external magnetic field is applied perpendicularly to the (001) thin plate with temperatures below the Curie temperature TC. Most interestingly, a hexagonal lattice of skyrmion bubbles is obtained via field-cooling manipulation with magnetic field applied along the [001] direction. Owing to their topological stability, the skyrmion bubble lattices are stable to large field-cooling tilted angles and further reproduced by utilizing the micromagnetic simulations. These observations directly demonstrate that the 2D vdW FGT possesses a rich variety of topological spin textures, being of great promise for future applications in the field of spintronics.
中文翻译：
范德华铁磁体Fe3GeTe2中的磁Skyrmion气泡的观察。
二维（2D）范德华（vdW）磁性材料最近被引入，成为材料科学的新视野，它们为下一代自旋电子器件提供了潜在的应用。此处，在此通信中，通过使用原位洛伦兹透射电子显微镜（TEM）报道了二维vdW Fe3GeTe2（FGT）单晶中稳定的Bloch型磁性天生离子的观察结果。我们发现，当垂直于（001）薄板且温度低于居里温度TC的外部磁场垂直施加时，FGT中的基态磁条域会转变为skyrmion气泡。最有趣的是，通过沿[001]方向施加磁场的场冷却操作，获得了天蝎子气泡的六边形晶格。由于其拓扑稳定性，skyrmion气泡晶格对大的场冷却倾斜角是稳定的，并通过微磁模拟进一步复制。这些观察结果直接表明2D vdW FGT具有丰富的拓扑自旋纹理，对于自旋电子学领域的未来应用具有广阔的前景。
更新日期：2020-01-10
中文翻译：
范德华铁磁体Fe3GeTe2中的磁Skyrmion气泡的观察。
二维（2D）范德华（vdW）磁性材料最近被引入，成为材料科学的新视野，它们为下一代自旋电子器件提供了潜在的应用。此处，在此通信中，通过使用原位洛伦兹透射电子显微镜（TEM）报道了二维vdW Fe3GeTe2（FGT）单晶中稳定的Bloch型磁性天生离子的观察结果。我们发现，当垂直于（001）薄板且温度低于居里温度TC的外部磁场垂直施加时，FGT中的基态磁条域会转变为skyrmion气泡。最有趣的是，通过沿[001]方向施加磁场的场冷却操作，获得了天蝎子气泡的六边形晶格。由于其拓扑稳定性，skyrmion气泡晶格对大的场冷却倾斜角是稳定的，并通过微磁模拟进一步复制。这些观察结果直接表明2D vdW FGT具有丰富的拓扑自旋纹理，对于自旋电子学领域的未来应用具有广阔的前景。
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