Tunable configurational anisotropy of concave triangular nanomagnets

Abstract

Shape and dimension variation effects on the configurational anisotropy and magnetization ground states of single domain triangular nano-magnets are investigated using micromagnetic simulations and magnetic force microscopy. We show that introducing concavity or elongating vertexes stabilize the Y magnetization ground states of triangular nanomagnets. A phenomenological model relating the magnetization anisotropy and triangle geometry parameters is developed. MFM imaging reveals shape defined buckle and Y ground states that are in good agreement with numeric simulations. Concavity and vertex extrusion allow for the form-ruled magnetization ground state engineering in the shapes with higher orders of symmetry.

Распределение Намагниченности В Частицах С Конфигурационной Анизотропией, Полученных Методом Микросферной Литографии

“…Согласно [2], величина поля анизотропии (которое в случае однородно намагниченных структур совпадает с полем переключения) и энергии анизотропии плоской частицы (латеральные размеры значительно больше высоты) прямо пропорциональна корню квадратному из ее площади. Поэтому представляется интересным количественно оценить среднеквадратическое отклонение от среднего значения площади для частиц с конфигурационной анизотропией, изготовленных с помощью различных литографических масок.…”

“…Наиболее перспективными для создания ячеек MeRAM являются частицы с однородной или квазиоднородной намагниченностью, имеющие минимальные размеры [1][2][3][4]6]. Для создания таких частиц необходимо использовать микросферы с минимальным диаметром.…”

“…п. ), обладающие конфигурационной анизотропией, могут иметь несколько квазиоднородных ( " near-uniform") магнитных состояний [1][2][3][4], разделенных достаточно высокими энергетическими барьерами, что обеспечивает стабильность этих состояний во времени. Данный факт позволяет рассматривать такие частицы в качестве перспективных элементов для создания запоминающих магнитоэлектрических стрейнтронных ячеек памяти произвольного доступа (MeRAM -Magnetoelectric Random Access Memory [5,6]).…”

“…Ячейка MeRAM, состоящая из таких частиц, может хранить не один, а несколько бит информации [1]. В работах [1][2][3][4] авторами рассматривались планарные частицы пермаллоя (Py) квадратной и треугольной формы с размерами сторон фигур от 50 до 500 nm. Все частицы независимо от формы имели квазиоднородную намагниченность.…”

“…Позднее нами были исследованы частицы Py треугольной формы с разной степенью прогиба сторон треугольника [7]. Несмотря на бóльшие, чем у авторов предыдущих работ, размеры (длина описанного равностороннего треугольника составляла 1.35 µm), частицы с вогнутыми сторонами находились в квазиоднородных состояниях, в то время как наиболее близкие по форме к равностороннему треугольнику частицы (без прогиба сторон) имели вихревую структуру намагниченности в отличие от равносторонних треугольных частиц с меньшими размерами сторон, рассмотренными в [2].…”