合肥研究院等在拓撲磁斯格明子研究中取得新進展

　　斯格明子（Skyrmion:S）是近幾年才發現的新型拓撲納米磁結構，在低能耗高密度磁存儲器件方面具有潛在的應用價值而備受關注。中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心田明亮研究組的副研究員杜海峰率先研究了納米條帶中S的形成與運動規律，相關的實驗結果于10月9日以Edge-mediated skyrmions chain and its collective dynamics 為題在線發表于《自然》子刊《自然·通訊》上。 (Nature Communications 6, 8504 (2015))。

　　2008年，賽道存儲(Racetrack Memory)概念被提出，它理論上具有高速度、高密度的優點。然而由于傳統的磁疇釘扎效應導致非常大的電流密度才能推動磁疇的運動，因而賽道存儲具有高能耗、大的焦耳熱效應等實際問題，相關的產品一直停留在實驗測試階段。磁S本質上是一種拓撲穩定的磁疇壁，其具有非平庸的拓撲性、小尺寸、小電流即可驅動其運動等一系列特性，有望在未來的自旋電子學器件中發揮重要作用。科學家們發現用S來代替傳統的鐵磁疇極有可能解決賽道存儲中高能耗、大的焦耳熱等問題。然后由于材料制備以及實驗技術方面等難點，到目前為止，尚沒有直接的實驗報道說明一維納米條帶中存在S態，在磁場作用下的演變規律更是缺乏。

　　強磁場中心科研人員利用中心內部的微、納加工系統制備了一系列不同寬度的FeGe納米條帶，通過在納米條帶的邊緣包裹非晶金屬，克服利用高分辨的洛侖茲投射電子顯微鏡試驗觀察的困難，成功觀察到一維納米條帶中的S鏈。進一步的研究表明，納米條帶中S鏈來源于扭曲的邊緣態。相關的實驗結果為以后磁S材料的潛在應用打下了一個很好的基礎。

　　此項工作為強磁場中心田明亮課題組與復旦大學車仁超研究組及美國新罕布什爾大學藏佳棟合作完成。強磁場中心杜海峰為論文的第一作者。項目在實施的過程中得到了國家基金委、安徽基金委、中科院青年促進會的支持。