近日，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強磁場科學(xué)中心低功耗量子材料研究團隊在拓撲磁結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑研究中取得進展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

拓撲磁結(jié)構(gòu)是一類具有非平庸拓撲特性的自旋排列，具有尺寸小、穩(wěn)定性高、電流易操控等優(yōu)點，有望作為下一代數(shù)據(jù)載體來構(gòu)筑突破傳統(tǒng)磁存儲技術(shù)限制的磁電子學(xué)器件。前期，該團隊提出了反轉(zhuǎn)磁場方法可控誘導(dǎo)生成多拓撲荷磁結(jié)構(gòu)，并在手性螺旋磁性材料FeGe中觀測到磁束子。

圖片:搜狗截圖20240428144932.png

創(chuàng)建零磁場穩(wěn)定的磁束子場景及其三維磁構(gòu)型

室溫且零磁場穩(wěn)定的磁束子是多拓撲荷自旋電子學(xué)器件實用化的前提條件，而以往磁束子是在低溫和磁場條件下實現(xiàn)的。該團隊在室溫手性螺磁材料Co8Zn10Mn2材料中，利用脈沖電流與反轉(zhuǎn)磁場相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了豐富的室溫手性磁束子，避免了以往磁束子生成過程必要的復(fù)雜場冷操作過程。進一步，該研究提出了特殊的零磁場垂直螺旋疇磁化背景以穩(wěn)定磁束子的物理機制，建立了磁束子完整的磁場-溫度相圖，并在自由邊界條件下實現(xiàn)了孤立磁束子在零磁場室溫下的穩(wěn)定存在。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團隊計劃等的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47730-6