Трехслойные геликоидальные наномагниты

Нами были проведены экспериментальные МСМ исследования состояний намагниченности в круглых многослойных дисках, состоящих из трех слоев Со, разделенных немагнитными прослойками Si [1]. Теоретически было предсказано, что в таких частицах возможна реализация как коллинеарных состояний различной симметрии, так и состояний с неколлинеарным (геликоидальным) распределением намагниченности. Для наблюдения неколлинеарного состояния была предложена оптимальная структура частицы, в которой толщина слоев Со увеличивалась с увеличением расстояния между слоем и зондом. При этом вклады различных слоев в формирование МСМ контраста становятся приблизительно одинаковыми и возможно наблюдение спирального МСМ контраста, соответствующего геликоидальному состоянию. Модельные расчеты показали, что частицы диаметром 300 нм с толщинами слоев Со 8-11-16 нм и толщиной Si прослоек 3 нм имеют геликоидальное состояние с углами между магнитными моментами слоев 109° и 257° и являются оптимальными для наблюдения спирального МСМ контраста. При исследованиях оптимизированных частиц было экспериментально зарегистрировано спиральное распределение МСМ контраста, соответствующее геликоидальной конфигурации магнитных моментов слоев Со.

(а) — геликоидальная конфигурация магнитных моментов в трехслойном наномагните. (б) — экспериментальное МСМ изображение трехслойного диска. (в) — соответствующее модельное МСМ изображение.

1. Magnetic force microscopy of helical states in multilayer nanomagnets / A. A. Fraerman, B. A. Gribkov, S. A. Gusev, A. Yu. Klimov, V. L. Mironov, D. S. Nikitushkin, V. V. Rogov, S. N. Vdovichev, B. Hjorvarsson, H. Zabel, J. Appl. Phys. 103, 073916 1-4, (2008).