涡旋的手性 (VC) 可以代表磁化的环流，可能是顺时针 (CW, c = ?1) 或逆时针 (CCW, c = +1)。这两种离散状态固有的双稳态，结合将它们的磁特征捕捉为电信号的技术，[1], [2] 使它们成为理想的二进制信息载体，应用于记忆器件 [3], [4], [5]、纳米级逻辑器件 [6], [7], [8]、自旋电子换能器 [9], [10], [11], [12]、非布尔计算 [13], [14], [15], [16] 和磁异质结构 [17], [18]。因此，精确控制 VC 的反转是实现基于涡旋的器件的关键。
VC 的控制通常涉及打破受限纳米结构的对称性，以便在外加磁场下通过能量差创建优先状态。一种高效且经过广泛研究的方法依赖于几何诱导的对称性破缺。例如，最近的研究表明，改变磁盘几何形状 [19], [20], [21], [22], [23]、在纳米点中引入结构不对称性 [24] 或利用具有特定形状各向异性和纵横比的伸长纳米结构，可以有意识地操控平衡涡旋状态 [25]。类似地，几何修改，如磁纳米环中的偏心度，已被证明能强烈改变涡旋构型 [26]。此外，操控涡旋手性对动态磁响应有深远影响。最近对同心纳米环系统的调查强调了相对手性、几何限制和强磁静耦合如何决定依赖手性的自旋波动力学和动态磁化率 [27], [28]。
除了几何改变外，对称性也可以通过成分不均匀性和厚度变化 [29], [30] 来打破。对于结构完整的磁盘，可以使用复杂刺激从外部打破对称性，如空间分布不均匀的磁场 [31], [32], [33], [34] 或时间上不对称的电场 [35], [36], [37]。
在此，基于微磁模拟，提出了一种稳健且保持几何形状的方法，以确定性地控制坡莫合金磁盘在面内退磁过程中的 VC。只需在磁盘旁边放置一个矩形磁条，即可实现高度可靠的手性控制。研究表明，通过调节施加的面外外部场与条状物之间的角度 θ 以及磁盘与条状物之间的距离 d，可以精确控制 VC。当 θ = 0o 且 d < 3 μm 时，可以获得概率超过 90% 的 CCW 涡旋。研究发现，在面内退磁过程中，条状物将产生杂散场，引导系统进入确定性过渡状态。当 d = 0 nm 时，磁盘和条状物形成一个单一连接的磁系统，其中涡旋成核由界面交换耦合和磁静相互作用的组合控制。而当 d > 0 nm 时，交换耦合被消除，这两个元素仅通过偶极杂散场相互作用。此外，与采用复杂辅助几何形状（例如，弧形 [38] 或菱形纳米磁铁 [39]）提供静态杂散场偏置的现有方案不同，我们基于条状物的设计显示涡旋手性形成概率与条状物的长宽比之间几乎没有相关性。这一特性大大放宽了电子束光刻的制造公差，并扩大了所提出结构的通用实用性。
