台阶边界触发的范德华铁磁体Fe?GaTe?磁化翻转非局域调制研究

《Nature Communications》：Giant step-boundary-triggered nonlocal modulation of magnetization reversal in multi-stepped van der Waals ferromagnet Fe3GaTe2

　　

摘要

控制磁化翻转对于自旋电子存储和逻辑器件至关重要。以往关于二维（2D）范德华（vdW）磁性材料的研究大多孤立地处理磁区域，而台阶边界的作用则相对缺乏探索。在此，我们利用磁光克尔显微术、洛伦兹透射电子显微镜和微磁模拟，研究了多台阶 Fe₃GaTe₂ 中由台阶边界触发的磁化翻转的非局域调制现象。我们的结果表明，台阶边界可作为过早成核的优先位点，从而产生两种不同的情形。在 I 型中，较厚区域中发起的磁化翻转会迅速越过台阶边界传播，使相邻较薄区域的矫顽力降低高达 59.3%。在 II 型中，源自较厚区域的条纹磁畴逐渐进入较薄区域，改变了其临界切换场极性，并将其磁滞回线从方形转变为倾斜形，同时主导翻转模式从快速的畴壁运动转变为条纹磁畴生长。Fe₃GeTe₂ 中类似的行为表明，台阶边界介导的调制作用可能会在层状范德华铁磁体中更广泛地出现。我们的发现强调了台阶工程作为一种潜在的无创策略，对于设计高效且热稳定的范德华自旋电子器件具有重要价值。