Thin perpendicular magnetic anisotropy films between two soft ferromagnetic layers have the nuclei for magnetization inversion at the bifurcations of their characteristic stripe domain pattern. The inverted nuclei induce vortex-antivortex pairs in the soft magnetic layers that exhibit a correlated motion extending several μm along the magnetic stripes during magnetization reversal. The sense of motion is completely determined by the topology of the magnetic bifurcations causing vortex-antivortex pairs to propagate in opposite senses depending on their polarities. This is a robust effect that might have practical applications. These findings are based on X-ray microscopy and micromagnetic calculations.
References
1.
S.
Komineas
, Phys. Rev. Lett.
99
, 117202
(2007
).2.
M.
Noske
, H.
Stoll
, M.
Fähnle
, R.
Hertel
, and G.
Schütz
, Phys. Rev. B
91
, 014414
(2015
).3.
T.
Devolder
, J. V.
Kim
, M.
Manfrini
, W.
Van Roy
, L.
Lagae
, and C.
Chappert
, Appl. Phys. Lett.
97
, 072512
(2010
).4.
D. J.
Clarke
, O. A.
Tretiakov
, G.-W.
Chern
, Y. B.
Bazaliy
, and O.
Tchernyshyov
, Phys. Rev. B
78
, 134412
(2008
).5.
L.
Heyne
, J.
Rhensius
, Y.-J.
Cho
, D.
Bedau
, S.
Krzyk
, C.
Dette
, H. S.
Korner
, J.
Fischer
, M.
Laufenberg
, D.
Backes
, L. J.
Heyderman
, L.
Joly
, F.
Nolting
, G.
Tatara
, H.
Kohno
, S.
Seo
, U.
Rüdiger
, and M.
Kläui
, Phys. Rev. B
80
, 184405
(2009
).6.
A.
Ruotolo
, V.
Cros
, B.
Georges
, A.
Dussaux
, J.
Grollier
, C.
Deranlot
, R.
Guillemet
, K.
Bouzehouane
, S.
Fusil
, and A.
Fert
, Nat. Nanotechnol.
4
, 528
(2009
).7.
M.
Manfrini
, J.-V.
Kim
, S.
Petit-Watelot
, W.
Van Roy
, L.
Lagae
, C.
Chappert
, and T.
Devolder
, Nat. Nanotechnol.
9
, 121
(2014
).8.
S.
Zhang
, A. A.
Baker
, S.
Komineas
, and T.
Hesjedal
, Sci. Rep.
5
, 15773
(2015
).9.
S. A.
Montoya
, S.
Couture
, J. J.
Chess
, J. C. T.
Lee
, N.
Kent
, D.
Henze
, S. K.
Sinha
, M.-Y.
Im
, S. D.
Kevan
, P.
Fischer
, B. J.
McMorran
, V.
Lomakin
, S.
Roy
, and E. E.
Fullerton
, Phys. Rev. B
95
, 024415
(2017
).10.
C.
Blanco-Roldán
, C.
Quirós
, A.
Sorrentino
, A.
Hierro-Rodríguez
, L. M.
Álvarez Prado
, R.
Valcárcel
, M.
Duch
, N.
Torras
, J.
Esteve
, J. I.
Martín
, M.
Vélez
, J. M.
Alameda
, E.
Pereiro
, and S.
Ferrer
, Nat. Commun.
6
, 8196
(2015
).11.
A.
Hierro-Rodriguez
, R.
Cid
, M.
Vélez
, G.
Rodriguez-Rodriguez
, J. I.
Martín
, L. M. A.
Prado
, and J. M.
Alameda
, Phys. Rev. Lett.
109
, 117202
(2012
).12.
A.
Hubert
and R.
Schäfer
, Magnetic Domains: The Analysis of Magnetic Nanostructures
(Springer
, 1998
).13.
A.
Hierro-Rodriguez
, M.
Vélez
, R.
Morales
, N.
Soriano
, G.
Rodríguez-Rodríguez
, L. M.
Álvarez-Prado
, J. I.
Martín
, and J. M.
Alameda
, Phys. Rev. B
88
, 174411
(2013
).14.
A.
Hierro-Rodriguez
, J. M.
Teixeira
, M.
Velez
, L. M.
Alvarez-Prado
, J. I.
Martın
, and J. M.
Alameda
, Appl. Phys. Lett.
105
, 102412
(2014
).15.
V.
Vlasko-Vlasov
, U.
Welp
, G.
Karapetrov
, V.
Novosad
, D.
Rosenmann
, M.
Iavarone
, A.
Belkin
, and W.-K.
Kwok
, Phys. Rev. B
77
, 134518
(2008
).16.
C.
Di Giorgio
, F.
Bobba
, A. M.
Cucolo
, A.
Scarfato
, S. A.
Moore
, G.
Karapetrov
, D.
D'Agostino
, V.
Novosad
, V.
Yefremenko
, and M.
Iavarone
, Sci. Rep.
6
, 38557
(2016
).17.
G.
Siracusano
, R.
Tomasello
, A.
Giordano
, V.
Puliafito
, B.
Azzerboni
, O.
Ozatay
, M.
Carpentieri
, and G.
Finocchio
, Phys. Rev. Lett.
117
, 087204
(2016
).18.
D. A.
Gilbert
, B. B.
Maranville
, A. L.
Balk
, B. J.
Kirby
, P.
Fischer
, D. T.
Pierce
, J.
Unguris
, J. A.
Borchers
, and K.
Liu
, Nat. Commun.
6
, 8462
(2015
).19.
A.
Hierro-Rodriguez
, C.
Quirós
, A.
Sorrentino
, C.
Blanco-Roldán
, L. M.
Alvarez-Prado
, J. I.
Martín
, J. M.
Alameda
, E.
Pereiro
, M.
Vélez
, and S.
Ferrer
, Phys. Rev. B
95
, 014430
(2017
).20.
C.
Blanco-Roldán
, Y.
Choi
, C.
Quirós
, S. M.
Valvidares
, R.
Zarate
, M.
Vélez
, J. M.
Alameda
, D.
Haskel
, and J. I.
Martín
, Phys. Rev. B
92
, 224433
(2015
).21.
E.
Pereiro
, J.
Nicolas
, S.
Ferrer
, and M. R.
Howells
, J. Synchrotron Radiat.
16
, 505
(2009
).22.
A.
Sorrentino
, J.
Nicolás
, R.
Valcárcel
, F. J.
Chichón
, M.
Rosanes
, J.
Avila
, A.
Tkachuk
, J.
Irwin
, S.
Ferrer
, and E.
Pereiro
, J. Synchrotron Radiat.
22
, 1112
(2015
).23.
A.
Vansteenkiste
, J.
Leliaert
, M.
Dvornik
, M.
Helsen
, F.
Garcia-Sanchez
, and B.
Van Waeyenberge
, AIP Adv.
4
, 107133
(2014
).24.
G. E.
Rowland
, see http://www.grahamerowlands.com/main/muview/ for Muview.25.
S. K.
Kim
and O.
Tchernyshyov
, Phys. Rev. B
88
, 174402
(2013
); M.
Labrune
and J.
Miltat
, J. Appl. Phys.
75
, 2156
(1994
).© 2017 Author(s).
2017
Author(s)
You do not currently have access to this content.