Skyrmion pinning energetics in thin film systems
- Publikationstyp:
- Zeitschriftenaufsatz
- Metadaten:
-
- Autoren
- Raphael Gruber
- Jakub Zazvorka
- Maarten A Brems
- Davi R Rodrigues
- Takaaki Dohi
- Nico Kerber
- Boris Seng
- Mehran Vafaee
- Karin Everschor-Sitte
- Peter Virnau
- Mathias Klaeui
- Autoren-URL
- https://www.webofscience.com/api/gateway?GWVersion=2&SrcApp=fis-test-1&SrcAuth=WosAPI&KeyUT=WOS:000808000200001&DestLinkType=FullRecord&DestApp=WOS_CPL
- DOI
- 10.1038/s41467-022-30743-4
- eISSN
- 2041-1723
- Externe Identifier
- Clarivate Analytics Document Solution ID: 1Y2UW
- PubMed Identifier: 35668143
- Ausgabe der Veröffentlichung
- 1
- Zeitschrift
- NATURE COMMUNICATIONS
- Artikelnummer
- ARTN 3144
- Datum der Veröffentlichung
- 2022
- Status
- Published
- Titel
- Skyrmion pinning energetics in thin film systems
- Sub types
- Article
- Ausgabe der Zeitschrift
- 13
Datenquelle: Web of Science (Lite)
- Andere Metadatenquellen:
-
- Abstract
- <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>A key issue for skyrmion dynamics and devices are pinning effects present in real systems. While posing a challenge for the realization of conventional skyrmionics devices, exploiting pinning effects can enable non-conventional computing approaches if the details of the pinning in real samples are quantified and understood. We demonstrate that using thermal skyrmion dynamics, we can characterize the pinning of a sample and we ascertain the spatially resolved energy landscape. To understand the mechanism of the pinning, we probe the strong skyrmion size and shape dependence of the pinning. Magnetic microscopy imaging demonstrates that in contrast to findings in previous investigations, for large skyrmions the pinning originates at the skyrmion boundary and not at its core. The boundary pinning is strongly influenced by the very complex pinning energy landscape that goes beyond the conventional effective rigid quasi-particle description. This gives rise to complex skyrmion shape distortions and allows for dynamic switching of pinning sites and flexible tuning of the pinning.</jats:p>
- Autoren
- Raphael Gruber
- Jakub Zázvorka
- Maarten A Brems
- Davi R Rodrigues
- Takaaki Dohi
- Nico Kerber
- Boris Seng
- Mehran Vafaee
- Karin Everschor-Sitte
- Peter Virnau
- Mathias Kläui
- DOI
- 10.1038/s41467-022-30743-4
- eISSN
- 2041-1723
- Ausgabe der Veröffentlichung
- 1
- Zeitschrift
- Nature Communications
- Sprache
- en
- Artikelnummer
- 3144
- Online publication date
- 2022
- Status
- Published online
- Herausgeber
- Springer Science and Business Media LLC
- Herausgeber URL
- http://dx.doi.org/10.1038/s41467-022-30743-4
- Datum der Datenerfassung
- 2022
- Titel
- Skyrmion pinning energetics in thin film systems
- Ausgabe der Zeitschrift
- 13
Datenquelle: Crossref
- Abstract
- A key issue for skyrmion dynamics and devices are pinning effects present in real systems. While posing a challenge for the realization of conventional skyrmionics devices, exploiting pinning effects can enable non-conventional computing approaches if the details of the pinning in real samples are quantified and understood. We demonstrate that using thermal skyrmion dynamics, we can characterize the pinning of a sample and we ascertain the spatially resolved energy landscape. To understand the mechanism of the pinning, we probe the strong skyrmion size and shape dependence of the pinning. Magnetic microscopy imaging demonstrates that in contrast to findings in previous investigations, for large skyrmions the pinning originates at the skyrmion boundary and not at its core. The boundary pinning is strongly influenced by the very complex pinning energy landscape that goes beyond the conventional effective rigid quasi-particle description. This gives rise to complex skyrmion shape distortions and allows for dynamic switching of pinning sites and flexible tuning of the pinning.
- Addresses
- Institute of Physics, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Staudingerweg 7, Mainz, 55128, Germany.
- Autoren
- Raphael Gruber
- Jakub Zázvorka
- Maarten A Brems
- Davi R Rodrigues
- Takaaki Dohi
- Nico Kerber
- Boris Seng
- Mehran Vafaee
- Karin Everschor-Sitte
- Peter Virnau
- Mathias Kläui
- DOI
- 10.1038/s41467-022-30743-4
- eISSN
- 2041-1723
- Externe Identifier
- PubMed Identifier: 35668143
- PubMed Central ID: PMC9170736
- Funding acknowledgements
- Deutsche Forschungsgemeinschaft: 320163632
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 403502522
- EC | Horizon 2020 Framework Programme (EU Framework Programme for Research and Innovation H2020): 856538
- EC | Horizon 2020 Framework Programme: 863155
- EC | Horizon 2020 Framework Programme (EU Framework Programme for Research and Innovation H2020): 863155
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 320163632
- Ministeriums für Wissenschaft, Weiterbildung und Kultur: TopDyn, SFB TRR 146 #233630050
- Ministeriums für Wissenschaft, Weiterbildung und Kultur (Ministerium für Wissenschaft, Weiterbildung und Kultur Rheinland-Pfalz): TopDyn, SFB TRR 146 #233630050
- Deutsche Forschungsgemeinschaft: SFB TRR 173 Spin+X A01 #268565370
- Ministeriums für Wissenschaft, Weiterbildung und Kultur (Ministerium für Wissenschaft, Weiterbildung und Kultur Rheinland-Pfalz): TopDyn SFB TRR 146 #233630050
- EC | Horizon 2020 Framework Programme: 856538
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X A01 #268565370
- Deutsche Forschungsgemeinschaft: SFB TRR 173 Spin+X B12 #268565370
- Ministeriums für Wissenschaft, Weiterbildung und Kultur: TopDyn SFB TRR 146 #233630050
- Deutsche Forschungsgemeinschaft: 403502522
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X B12 #268565370
- Open access
- true
- ISSN
- 2041-1723
- Ausgabe der Veröffentlichung
- 1
- Zeitschrift
- Nature communications
- Sprache
- eng
- Medium
- Electronic
- Online publication date
- 2022
- Open access status
- Open Access
- Paginierung
- 3144
- Datum der Veröffentlichung
- 2022
- Status
- Published
- Publisher licence
- CC BY
- Datum der Datenerfassung
- 2022
- Titel
- Skyrmion pinning energetics in thin film systems.
- Sub types
- research-article
- Journal Article
- Ausgabe der Zeitschrift
- 13
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https://www.nature.com/articles/s41467-022-30743-4.pdf https://europepmc.org/articles/PMC9170736?pdf=render
Datenquelle: Europe PubMed Central
- Abstract
- A key issue for skyrmion dynamics and devices are pinning effects present in real systems. While posing a challenge for the realization of conventional skyrmionics devices, exploiting pinning effects can enable non-conventional computing approaches if the details of the pinning in real samples are quantified and understood. We demonstrate that using thermal skyrmion dynamics, we can characterize the pinning of a sample and we ascertain the spatially resolved energy landscape. To understand the mechanism of the pinning, we probe the strong skyrmion size and shape dependence of the pinning. Magnetic microscopy imaging demonstrates that in contrast to findings in previous investigations, for large skyrmions the pinning originates at the skyrmion boundary and not at its core. The boundary pinning is strongly influenced by the very complex pinning energy landscape that goes beyond the conventional effective rigid quasi-particle description. This gives rise to complex skyrmion shape distortions and allows for dynamic switching of pinning sites and flexible tuning of the pinning.
- Date of acceptance
- 2022
- Autoren
- Raphael Gruber
- Jakub Zázvorka
- Maarten A Brems
- Davi R Rodrigues
- Takaaki Dohi
- Nico Kerber
- Boris Seng
- Mehran Vafaee
- Karin Everschor-Sitte
- Peter Virnau
- Mathias Kläui
- Autoren-URL
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/35668143
- DOI
- 10.1038/s41467-022-30743-4
- eISSN
- 2041-1723
- Externe Identifier
- PubMed Central ID: PMC9170736
- Funding acknowledgements
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 403502522
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X A01 #268565370
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 403502522
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X A01 #268565370
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 403502522
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 320163632
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X B12 #268565370
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 403502522
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X A01 #268565370
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 403502522
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X A01 #268565370
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 403502522
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X A01 #268565370
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 320163632
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 403502522
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X B12 #268565370
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): 403502522
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation): SFB TRR 173 Spin+X A01 #268565370
- EC | Horizon 2020 Framework Programme (EU Framework Programme for Research and Innovation H2020): 863155
- EC | Horizon 2020 Framework Programme (EU Framework Programme for Research and Innovation H2020): 856538
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- Ministeriums für Wissenschaft, Weiterbildung und Kultur (Ministerium für Wissenschaft, Weiterbildung und Kultur Rheinland-Pfalz): TopDyn SFB TRR 146 #233630050
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- Ausgabe der Veröffentlichung
- 1
- Zeitschrift
- Nat Commun
- Sprache
- eng
- Country
- England
- Paginierung
- 3144
- PII
- 10.1038/s41467-022-30743-4
- Datum der Veröffentlichung
- 2022
- Status
- Published online
- Titel
- Skyrmion pinning energetics in thin film systems.
- Sub types
- Journal Article
- Ausgabe der Zeitschrift
- 13
Datenquelle: PubMed
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- CC-BY
- Autoren
- Raphael Gruber
- Jakub Zázvorka
- Maarten A Brems
- Davi R Rodrigues
- Takaaki Dohi
- Nico Kerber
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- Hosting institution
- Universitätsbibliothek Mainz
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- DFG-491381577-G
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- 10.1038/s41467-022-30743-4
- Funding acknowledgements
- Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491381577
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- Open access
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- ISSN
- 2041-1723
- Zeitschrift
- Nature Communications
- Schlüsselwörter
- 530 Physik
- 530 Physics
- Sprache
- eng
- Open access status
- Open Access
- Paginierung
- 3144
- Datum der Veröffentlichung
- 2022
- Public URL
- https://openscience.ub.uni-mainz.de/handle/20.500.12030/7484
- Herausgeber
- Nature Publishing Group UK
- Datum der Datenerfassung
- 2022
- Datum, an dem der Datensatz öffentlich gemacht wurde
- 2022
- Zugang
- Public
- Titel
- Skyrmion pinning energetics in thin film systems
- Ausgabe der Zeitschrift
- 13
Files
skyrmion_pinning_energetics_i-20220728143110725.pdf
Datenquelle: OPENSCIENCE.UB
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