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强磁场中心在磁斯格明子倾斜磁场调控研究中取得新进展
2017-05-04| 作者:杜海峰 | 【 【打印】【关闭】

强磁场科学中心田明亮课题组与复旦大学车仁超教授研究组合作在低维螺旋磁体研究中取得新进展。3月28日国际著名期刊《纳米快报》(Nano Letters)在线发表了题为“倾斜磁场诱导的高稳定磁斯格明子晶格相(Enhanced Stability of the Magnetic Skyrmion Lattice Phase under a Tilted Magnetic Field in a Two-Dimensional Chiral Magnet)”的研究论文,通过洛伦茨电镜的方法给出了纳米薄膜样品在倾斜磁场下的相图,并探讨了其稳定机制。文章链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.7b00135

磁斯格明子是具有轴对称的拓扑稳定的新型自旋构型,其拓扑稳定性导致电子可以非常有效地和磁斯格明子耦合产生拓扑霍尔效应和大的电子自旋转移矩效应。这些新颖物性使得磁斯格明子成为当前自旋电子学研究的前沿和热点之一。然而在大块材材中,磁斯格明子只存在于居里温度附近一个非常小的磁场和温度区域内,限制了对磁斯格明子的进一步研究和它的潜在应用。

相对来说,在二维薄膜体系,磁斯格明子存在的温度--磁场区间会显著增加。然而在前期所有的实验工作中,磁场都加在垂直膜面的方向。由于磁斯格明子具有轴对称磁结构,一般认为,倾斜磁场会破坏磁斯格明子的稳定性。而本研究中,实验发现:在一定厚度薄膜中,倾斜外磁场在特定的温度区间(如在远低于磁相变温度的椎形态和斯格明子态的边界附近)出现磁斯格明子的稳定性反常增强的现象。此工作解释了磁斯格明子晶格存在的复杂性,为理解磁斯格明子的稳定存在条件提供了新思路。

上述研究得到了国家自然科学基金,中国科学院青年促进会、南京大学协同创新中心的资助。

  

磁斯格明子在倾斜磁场条件下存在的磁场温度相图。其中左图为测量的构型,右图为磁斯格明子存在的磁场角度区间,红色区域代表磁斯格明子存在的区域。

 

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