中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（Steady High Magnetic Field Facility，简称SHMFF）是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院，共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院强磁场科学中心为依托... 更多简介 +
强磁场科学中心研究人员对接近室温Skyrmion材料FeGe的磁性临界行为进行了研究，并取得了新进展。研究发现，FeGe体系中的自旋耦合属于短程相互作用，并且存各项异性的磁性相互作用。该研究成果以“Critical phenomenon of the near room temperature skyrmion material FeGe”为题在线发表在《科学报告》杂志上 (Scientific Reports 6, 22697; doi: 10.1038/srep22397 (2016))。
磁性Skyrmion是近几年发现的新型拓扑纳米磁结构，是一种拓扑稳定的涡旋状自旋构型。研究表明：1. 很小的电流就可以驱动其运动，可以大大降低能耗；2. 由于其具有拓扑性，因此具有很的高稳定性；3. 纳米级尺寸，可以大大提高存储密度。基于低能耗、高稳定、高存储密度的优势，磁性Skyrmion在磁存储自旋电子器件中具有潜在的应用价值。此外，近期已经成功实现了单个Skyrmion的写入和擦除，为实现Skyrmion量子器件提供了更多可能，有力推进了研究的进程。
B20螺旋磁性FeGe，是一种非中心对称立方结构材料，在接近室温出现Skyrmion态（TC ~ 280K，7℃左右）。这是B20体系中出现Skyrmion态温度最高的材料，也是目前最有希望成为下一代自旋电子器件的Skyrmion材料。FeGe中的非中心对称结构导致的弱Dzyaloshinskii-Moriya (DM)相互作用和强的反铁磁交换作用之间的竞争，导致了周期性的长程螺旋磁基态。Skyrmion相就出现在居里温度以下极窄的温度和磁场区域。此外，FeGe还表现出其它的复杂磁性行为，如自旋再取向等。目前，对这一体系中复杂多样的磁相互作用机理尚不清楚。
强磁场中心研究人员对Skyrmion材料的临界行为进行了系统研究。前期研究表明，在传统的Skyrmion材料MnSi中，相变临界点的临界行为是三重临界行为，其微观磁性耦合属于长程相互作用（Phys Rev. B 91,024403 (2015), J. Alloys Compd. 649, 46）。而对临近室温Skyrmion材料FeGe磁性临界行研究表明，FeGe材料中螺旋磁有序是一种短程的自旋相互作用造成的，磁交换作用随着距离快速衰减，其衰减函数为J (r) ≈ r −4.9，这一结果接近三维海森堡理论模型的结果（r-5）。此外，研究还发现，FeGe体系中存在各向异性的磁耦合作用。这一研究进展对于探索Skyrmion材料微观物理机制具有重要意义。
本项研究工作得到了稳态强磁场实验装置的支持，受到国家重大科学研究计划项目、国家自然科学基金、大科学装置联合基金、综合科学中心高端用户基金等项目的支持。
文章链接：http://www.nature.com/articles/srep22397。
临近室温Skyrmion材料FeGe的磁性临近行为
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