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Exotic Transverse-Vortex Magnetic Configurations in CoNi Nanowires

Authors :
Cristina Bran
Christophe Gatel
Ingrid Marie Andersen
Cécile Marcelot
Luis A. Rodríguez
Etienne Snoeck
Manuel Vázquez
Teresa Hungria
Sébastien Joulie
Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM)
Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid – CSIC, 28049 Madrid, Spain
Centro de Excelencia en Nuevos Materiales, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali, Colombia
ANR-10-EQPX-0038,MIMETIS,Microscopie Interférométrique et Microscopie Electronique en Transmission In Situ(2010)
ANR-17-CE24-0047,IODA,Microscopie électronique in operando pour l'analyse de composants(2017)
European Project: 823717,ESTEEM3
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centro de Excelencia en Nuevos Materiales
Universidad del Valle [Cali] (Univalle)
Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (Centre Castaing)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Source :
ACS Nano, ACS Nano, American Chemical Society, 2020, 14 (2), pp.1399-1405. ⟨10.1021/acsnano.9b07448⟩, ACS Nano, American Chemical Society, 2019, 14, pp.1399-1405. ⟨10.1021/acsnano.9b07448⟩, ACS Nano, 2019, 14 (2), pp.1399-1405. ⟨10.1021/acsnano.9b07448⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

The magnetic configurations of cylindrical Co-rich CoNi nanowires have been quantitatively analyzed at the nanoscale by electron holography and correlated to local structural and chemical properties. The nanowires display grains of both face-centered cubic (fcc) and hexagonal close packed (hcp) crystal structures, with grain boundaries parallel to the nanowire axis direction. Electron holography evidences the existence of a complex exotic magnetic configuration characterized by two distinctly different types of magnetic configurations within a single nanowire: an array of periodical vortices separating small transverse domains in hcp-rich regions with perpendicular easy axis orientation and a mostly axial configuration parallel to the nanowire axis in regions with fcc grains. These vastly different domains are found to be caused by local variations in the chemical composition modifying the crystalline orientation and/or structure, which give rise to change in magnetic anisotropies. Micromagnetic simulations, including the structural properties that have been experimentally determined, allow for a deeper understanding of the complex magnetic states observed by electron holography.

Details

Language :
English
ISSN :
19360851
Database :
OpenAIRE
Journal :
ACS Nano, ACS Nano, American Chemical Society, 2020, 14 (2), pp.1399-1405. ⟨10.1021/acsnano.9b07448⟩, ACS Nano, American Chemical Society, 2019, 14, pp.1399-1405. ⟨10.1021/acsnano.9b07448⟩, ACS Nano, 2019, 14 (2), pp.1399-1405. ⟨10.1021/acsnano.9b07448⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....394597f9cad008323a39d84a85057846