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中韩科学家合作发现铁电可调谐的斯格明子

文章来源:九江科技网    发布时间:2019-04-15 01:46:00

  高密度、快速及低成本的数据存储是当今信息革命最重要的基础之一,大数据存储及分析需要科学家为下一代磁记忆设备寻找新的磁系统,以满足人们在存储密度和速度上的需要。磁性斯格明子是一种受拓扑保护的自旋结构,其纳米尺度、拓扑保护稳定性,以及能被极低功率的自旋极化电流所驱动的性质使其在未来自旋电子学领域的应用前景广阔,被普遍认为可能成为下一代磁存储器件中的理想数据存储单元。但要将磁性斯格明子这些引人注目的特性转化为实际的自旋电子器件,关键的挑战在于实现对其性质的有效控制,比如尺寸、密度和热力学稳定性等。

  针对这一关键问题,在“大科学装置前沿研究”重点专项等的支持下,中国科学院合肥物质科学研究院陆轻铀研究组与韩国基础科学研究所、首尔国立大学Tae Won Noh、Lingfei Wang 研究组报告了在超薄BaTiO3/SrRuO3双层异质结构中发现铁电驱动的、高度可调谐的磁性斯格明子。研究人员使用自主研制的强磁场磁力显微镜,首次实现了对氧化物薄膜中斯格明子的直接观测,同时也测量了该体系中斯格明子的尺寸分布、密度变化及其微观动力学行为。此外,研究人员还实现了对斯格明子密度和热力学稳定性的局部、可切换和非易失性控制。相关研究成果近期发表《自然·材料》(Nature Materials)上。

  该项研究不仅为人们深入理解氧化物薄膜中的斯格明子提供了实验基础,而且为人们从微观角度认识和操控斯格明子提供了参考,为设计基于斯格明子的、同时具有高集成性和可寻址性的功能器件指明了潜在方向。

  (摘自中华人民共和国科学技术部 国内外科技动态)