合肥研究院等在拓扑磁斯格明子研究中取得新进展

　　斯格明子（Skyrmion:S）是近几年才发现的新型拓扑纳米磁结构，在低能耗高密度磁存储器件方面具有潜在的应用价值而备受关注。中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮研究组的副研究员杜海峰率先研究了纳米条带中S的形成与运动规律，相关的实验结果于10月9日以Edge-mediated skyrmions chain and its collective dynamics 为题在线发表于《自然》子刊《自然·通讯》上。 (Nature Communications 6, 8504 (2015))。

　　2008年，赛道存储(Racetrack Memory)概念被提出，它理论上具有高速度、高密度的优点。然而由于传统的磁畴钉扎效应导致非常大的电流密度才能推动磁畴的运动，因而赛道存储具有高能耗、大的焦耳热效应等实际问题，相关的产品一直停留在实验测试阶段。磁S本质上是一种拓扑稳定的磁畴壁，其具有非平庸的拓扑性、小尺寸、小电流即可驱动其运动等一系列特性，有望在未来的自旋电子学器件中发挥重要作用。科学家们发现用S来代替传统的铁磁畴极有可能解决赛道存储中高能耗、大的焦耳热等问题。然后由于材料制备以及实验技术方面等难点，到目前为止，尚没有直接的实验报道说明一维纳米条带中存在S态，在磁场作用下的演变规律更是缺乏。

　　强磁场中心科研人员利用中心内部的微、纳加工系统制备了一系列不同宽度的FeGe纳米条带，通过在纳米条带的边缘包裹非晶金属，克服利用高分辨的洛仑兹投射电子显微镜试验观察的困难，成功观察到一维纳米条带中的S链。进一步的研究表明，纳米条带中S链来源于扭曲的边缘态。相关的实验结果为以后磁S材料的潜在应用打下了一个很好的基础。

　　此项工作为强磁场中心田明亮课题组与复旦大学车仁超研究组及美国新罕布什尔大学藏佳栋合作完成。强磁场中心杜海峰为论文的第一作者。项目在实施的过程中得到了国家基金委、安徽基金委、中科院青年促进会的支持。