科學(xué)家發(fā)現(xiàn)單軸各向異性可穩(wěn)定一維納米線中的斯格明相

文章來源：合肥物質(zhì)科學(xué)研究院    發(fā)布時間：2015-07-16  

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場科學(xué)中心研究員薛飛與瑞士巴塞爾大學(xué)教授Martino Poggio、美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校教授金松聯(lián)合研究表明，單軸各向異性可以穩(wěn)定一維納米線中的斯格明（Skyrmion）相。研究成果以Stabilized Skyrmion Phase Detected in MnSi Nanowires by Dynamic Cantilever Magnetometry 為題發(fā)表在Nano Letters上。

科研人員使用懸臂磁測法（cantilever torque magnetometery）研究了一維錳硅納米線分別在垂直于磁場和平行于磁場時的相圖，發(fā)現(xiàn)在垂直磁場下錳硅納米線中Skyrmion相與塊材中的Skyrmion相一樣只存在于居里溫度附近一個非常小的磁場-溫度區(qū)域內(nèi)；而在平行磁場中Skyrmion相在錳硅納米線穩(wěn)定存在，其存在溫區(qū)從T=29K降到至少T=0.4 K。表明高度穩(wěn)定的Skyrmion相與一維納米線的單軸各向異性有關(guān)。

Skyrmion相是在非中心對稱B20立方結(jié)構(gòu)的螺旋磁性材料中存在的軸對稱新型自旋構(gòu)型。這類自旋構(gòu)型具有特殊的拓?fù)浞€(wěn)定性和低能耗的操縱特性，因此在磁存儲和低能耗自旋器件的應(yīng)用中具有極大潛力。該研究發(fā)現(xiàn)為通過結(jié)構(gòu)調(diào)控Skyrmion相并拓展其穩(wěn)定性提供了重要的研究線索和依據(jù)。

懸臂磁測法的原理圖（左）和平行磁場中錳硅納米線的相圖（右）