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科学家首次在氧化物薄膜中直接观测到斯格明子

来源: 中安在线 编辑:章玲玲 2018-12-12 08:31:44 

记者日前从中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心获悉,该中心陆轻铀研究员课题组在斯格明子的研究中取得了突破性进展,他们利用自主研制的强磁场磁力显微镜,首次实现了氧化物薄膜中斯格明子的直接观测。相关研究发表在国际著名期刊《天然材料》上。

高密度、快速、低成本的数据存储是当今信息革命最重要的基础之一。在过去的50年里,由于磁存储设备的快速发展,硬盘驱动器已经成为我们日常生活中最常见的数据存储设备。然而,目前由于个人电子设备的快速发展和大数据分析的需要,当前主要基于硅微电子和磁隧道结的磁存储器件越来越无法满足人们在存储密度和速度上的需要。因此,材料科学家和凝聚态物理学家一直渴望为下一代磁记忆设备寻找新的磁系统。

磁性斯格明子是一种有着粒子性质的自旋保护结构,其尺寸可以小到甚至只有几纳米,有着拓扑保护的稳定性,并且能被极低功率的自旋极化电流所驱动,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。

来自韩国关联电子系统研究中心的科研人员制备出性能突出的氧化物薄膜,通过霍尔测量可以预测系统中可能存在有斯格明子。为了验证这一点,一个直接的微观成像研究就显得尤为重要。

强磁场中心科研人员利用自主研制的高灵敏磁力显微镜,直接观测到了该系统中的斯格明子,这也是首次在氧化物薄膜中观测到斯格明子。成像结果直接证实了该样品体系中斯格明子的存在,同时也测量出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。这一结果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。

强磁场中心自主研发的高灵敏磁力显微镜,可对3微米小样品进行精准定位与测量,并能对3~5层的少数原子或单胞层磁性样品实现磁结构成像,这是国际上迄今达到的最高水平。(记者 汪永安)

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