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中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 首次實(shí)現(xiàn)了可逆電流調(diào)控拓?fù)浯呸D(zhuǎn)變

來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

記者從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉,該院強(qiáng)磁場(chǎng)中心科研團(tuán)隊(duì)在電操控新型磁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究中取得新進(jìn)展,首次實(shí)現(xiàn)了可逆電流調(diào)控拓?fù)浯呸D(zhuǎn)變。相關(guān)成果論文日前發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。

拓?fù)浯?span id="sgqywa2" class="keyword">性是研究磁材料中自旋的整體排列在空間具有某些不變的學(xué)科。具有不同拓?fù)浜傻拇沤Y(jié)構(gòu)不可以通過(guò)磁矩連續(xù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換,因此具有拓?fù)浔Wo(hù)特。在某種中心對(duì)稱晶體納米結(jié)構(gòu)中,存在兩類局域磁結(jié)構(gòu):拓?fù)浜蔀?的斯格明子磁泡(簡(jiǎn)稱斯格明子)和拓?fù)浜蔀?的庸磁泡。由于磁斯格明子與磁泡的拓?fù)浜刹煌?,因此它們?cè)陔娏黩?qū)動(dòng)下的動(dòng)力學(xué)如斯格明子霍爾效應(yīng)和電探測(cè)下的拓?fù)浠魻栃?yīng)完全不同。如果它們同時(shí)作為器件的信息載體,有望豐富拓?fù)浯烹娮訉W(xué)器件的設(shè)計(jì)。

在前期研究中,研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了納米盤中單斯格明子-磁泡之間的拓?fù)浯呸D(zhuǎn)變。兩類磁狀態(tài)間的拓?fù)浯呸D(zhuǎn)變可以用于器件的寫入和刪除等功能,但磁場(chǎng)方法不兼容于電子學(xué)器件,還需要進(jìn)一步開發(fā)電學(xué)方法操控拓?fù)浯呸D(zhuǎn)變。

為此,科研人員利用聚焦離子束技術(shù)制備了納米條帶電學(xué)微器件,利用先期自主開發(fā)的透射電鏡原位加電測(cè)量系統(tǒng),研究了納秒脈沖電流驅(qū)動(dòng)下的原位實(shí)時(shí)磁動(dòng)力學(xué)行為。研究發(fā)現(xiàn):在一定傾斜磁場(chǎng)條件下,磁斯格明子和磁泡均為穩(wěn)定磁相,通過(guò)切換納秒脈沖電流的幅度,磁斯格明子晶格和庸的磁泡晶格之間可實(shí)現(xiàn)高度可逆的拓?fù)浯呸D(zhuǎn)變。微磁學(xué)計(jì)算模擬表明,磁泡到斯格明子轉(zhuǎn)變和斯格明子到磁泡轉(zhuǎn)變,可以分別歸因于電流的自旋轉(zhuǎn)移力矩效應(yīng)和焦耳熱效應(yīng)。

這種高度可重復(fù)且可逆的斯格明子-磁泡和斯格明子-條紋疇的拓?fù)浯呸D(zhuǎn)變,有望推動(dòng)未來(lái)可靠、低能耗和高效率的拓?fù)渥孕娮訉W(xué)器件的開發(fā)。(記者 吳長(zhǎng)鋒)

標(biāo)簽: 可逆電流 磁性材料 稱晶體納米結(jié)構(gòu) 拓?fù)浯呸D(zhuǎn)變

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