科學家在磁斯格明子傾斜磁場調控研究中取得進展

近期，科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心田明亮課題組與復旦大學教授車仁超研究組合作在低維螺旋磁體研究中取得新進展：通過洛倫茨電鏡的方法給出了納米薄膜樣品在傾斜磁場下的相圖，並探討了其穩定機制，相關研究成果以Enhanced Stability of the Magnetic Skyrmion Lattice Phase under a Tilted Magnetic Field in a Two-Dimensional Chiral Magnet 為題在線發表在國際期刊《納米快報》（Nano Letters）上。

磁斯格明子是具有軸對稱的拓撲穩定的新型自旋構型，其拓撲穩定性導致電子可以非常有效地和磁斯格明子耦合產生拓撲霍爾效應和大的電子自旋轉移矩效應。這些新穎物性使得磁斯格明子成為當前自旋電子學研究的前沿和熱點之一。然而在大塊材中，磁斯格明子只存在於居里溫度附近一個非常小的磁場和溫度區域內，限制了對磁斯格明子的進一步研究和它的潛在應用。

相對來說，在二維薄膜體系，磁斯格明子存在的溫度-磁場區間會顯著增加。然而在前期所有的實驗工作中，磁場都加在垂直膜面的方向。由於磁斯格明子具有軸對稱磁結構，一般認為，傾斜磁場會破壞磁斯格明子的穩定性。而該研究中，實驗發現：在一定厚度薄膜中，傾斜外磁場在特定的溫度區間(如在遠低於磁相變溫度的椎形態和斯格明子態的邊界附近)出現磁斯格明子的穩定性反常增強的現象。此工作解釋了磁斯格明子晶格存在的複雜性，為理解磁斯格明子的穩定存在條件提供了新思路。

上述研究得到了國家自然科學基金、中科院青年促進會、南京大學協同創新中心的資助。（來源：科學院合肥物質科學研究院）