Voltage-driven annihilation and creation of magnetic vortices in Ni discs
Source abstract
Abstract
Using photoemission electron microscopy (PEEM) to image ferromagnetism in polycrystalline Ni disks, and ferroelectricity in their single-crystal BaTiO3 substrates, we find that voltage-driven 90° ferroelectric domain switching serves to reversibly annihilate each magnetic vortex via uniaxial compressive strain, and that the orientation of the resulting bi-domain reveals the chirality of the annihilated vortex. Micromagnetic simulations reveal that only 60% of this strain is required for annihilation. Voltage control of magnetic vortices is novel, and should be energetically favourable with respect to the use of a magnetic field or an electrical current. In future, stray field from bi-domains could be exploited to read vortex chirality. Given that core polarity can already be read via stray field, our work represents a step towards four-state low-power memory applications.
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Research context
OpenAlex topics: Magnetic and transport properties of perovskites and related materials · Geomagnetism and Paleomagnetism Studies · Magnetic Bearings and Levitation Dynamics
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Affiliations
Department of Mathematics
Physics and Computer Science
University of Parma
43124 Parma
Italy
Cavendish Laboratory
University of Cambridge
UK
Department of Materials Science
Cambridge
Diamond Light Source
Didcot
Funding
Royal Society · Trinity College, University of Cambridge · Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca
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