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中国领衔!五国联合团队发现了一种新的拓扑自旋结构

CHEN

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磁系统中的拓扑自旋结构展示了奇异的物理特性,并在信息存储和处理中有潜在的应用。最基本和典型的拓扑自旋结构被称为斯格明子(skyrmion),它是一种纳米级的圆形畴壁,带有非零整数拓扑电荷。

磁性材料中的斯格明子织构是在20世纪80年代末从理论上预测的,十年前在手性磁体中进行了实验观察。

在中国、日本、澳大利亚、俄罗斯和法国的一个国际团队最近开展的一项理论工作中,介绍了一种新的拓扑自旋结构,称为双自旋结构,存在于具有平面磁化作用的磁体中。它是垂直磁化磁体中斯格明子纹理(skyrmionium)的拓扑对应物,可以看作是两个带相反拓扑电荷的双质子的组合。因此,双质子带有零的拓扑电荷,就像斯格明子纹理一样。

该联合团队研究了稳定在磁性单层中的双半子纹理(bimeronium)。他们发现,在某些条件下,受抑的双半子纹理可以被类似阻尼的自旋轨道扭矩驱动到稳定的自转状态。这项研究表明,双半子纹理有可能被外部刺激控制,这意味着它可以用作自旋电子构件。

参与该研究的中国高校包括深圳香港中文大学(CUHKSZ)和四川师范大学,海外院校包括日本东京大学、澳大利亚新南威尔士大学、俄罗斯莫斯科国立科技大学、法国巴黎大学和日本信州大学。

该研究结果发表已于《应用物理快报》(Applied Physics Letters)。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0034396


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