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Squeezing the periodicity of Néel-type magnetic modulations by enhanced Dzyaloshinskii-Moriya interaction of 4d electrons

Butykai, Á. ; Geirhos, K.; Szaller, D.; Kiss, L. F.; Balogh, L.; Azhar, Maria 1; Garst, Markus ORCID iD icon 1,2; DeBeer-Schmitt, L.; Waki, T.; Tabata, Y.; Nakamura, H.; Kézsmárki, I.; Bordács, S.
1 Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

In polar magnets, such as GaV4S8, GaV4Se8 and VOSe2O5, modulated magnetic phases namely the cycloidal and the Néel-type skyrmion lattice states were identified over extended temperature ranges, even down to zero Kelvin. Our combined small-angle neutron scattering and magnetization study shows the robustness of the Néel-type magnetic modulations also against magnetic fields up to 2 T in the polar GaMo4S8. In addition to the large upper critical field, enhanced spin-orbit coupling stabilize cycloidal, Néel skyrmion lattice phases with sub-10 nm periodicity and a peculiar distribution of the magnetic modulation vectors. Moreover, we detected an additional single-q state not observed in any other polar magnets. Thus, our work demonstrates that non-centrosymmetric magnets with 4d and 5d electron systems may give rise to various highly compressed modulated states.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2022
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2397-4648
KITopen-ID: 1000144146
HGF-Programm 47.11.02 (POF IV, LK 01) Emergent Quantum Phenomena
Erschienen in npj Quantum Materials
Verlag Nature Research
Band 7
Heft 1
Seiten Art.-Nr.: 26
Vorab online veröffentlicht am 07.03.2022
Nachgewiesen in Scopus
Web of Science
Dimensions
OpenAlex
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 14 – Leben unter Wasser

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000144146
Veröffentlicht am 23.03.2022
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1038/s41535-022-00432-y
Scopus
Zitationen: 15
Web of Science
Zitationen: 17
Dimensions
Zitationen: 16
Seitenaufrufe: 160
seit 24.03.2022
Downloads: 70
seit 26.03.2022
Cover der Publikation
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