Contacting ferromagnetic films with normal metals changes how magnetic textures respond to electric currents, enabling surprisingly fast domain wall motions and spin texture-dependent propagation direction. These effects are attributed to domain wall chirality induced by the Dzyaloshinskii–Moriya interaction at interfaces, which suggests rich possibilities to influence domain wall dynamics if the Dzyaloshinskii–Moriya interaction can be adjusted. Chiral magnetism was seen in several film structures on appropriately chosen substrates where interfacial spin-orbit-coupling effects are strong. Here we use real-space imaging to visualize chiral domain walls in cobalt/nickel multilayers in contact with platinum and iridium. We show that the Dzyaloshinskii–Moriya interaction can be adjusted to stabilize either left-handed or right-handed Néel walls, or non-chiral Bloch walls by adjusting an interfacial spacer layer between the multilayers and the substrate. Our findings introduce domain wall chirality as a new degree of freedom, which may open up new opportunities for spintronics device designs. Current-driven domain wall propagation in ferromagnetic layers adjacent to normal metals can be very fast, which could recently be explained by their chirality. Here, the authors show means of controlling the magnetic chirality, which opens the possibility to tune the dynamics of domain walls.

Using spin-polarized low energy electron microscopy, we discovered a new type of domain wall structure in perpendicularly magnetized Fe/Ni bilayers grown epitaxially on Cu(100). Specifically, we observed unexpected Néel-type walls with fixed chirality in the magnetic stripe phase. Furthermore, we find that the chirality of the domain walls is determined by the film growth order with the chirality being right handed in Fe/Ni bilayers and left handed in Ni/Fe bilayers, suggesting that the underlying mechanism is the Dzyaloshinskii-Moriya interaction at the film interfaces. Our observations may open a new route to control chiral spin structures using interfacial engineering in transition metal heterostructures.

The Dzyaloshinskii-Moriya antisymmetric exchange interaction (DMI) stabilises topological spin textures with promising future spintronics applications. According to crystal symmetry, the DMI can be categorized as four different types that favour different chiral textures. Unlike the other three extensively-investigated types, out-of-plane DMI, as the last type that favours in-plane chirality, remained missing so far. Here we apply point-group-dependent DMI matrix analysis to show that out-of-plane DMI exists under reduced crystal symmetry. Through strain and structure engineering, we show how C