高阶斯格明子和反斯格明子的发现

奥格斯堡大学和维也纳大学的研究人员在磁性Co/Ni多层薄膜中发现了室温下共存的任意拓扑电荷的磁性斯格明子和反斯格明子。他们的研究结果发表在《自然物理学》杂志上，为斯格明子学研究的新范式开辟了可能性。

具有任意拓扑电荷的新型自旋物体的发现有望促进基础和应用研究的进步，特别是通过它们在信息存储设备中的应用。

磁性斯格明子是局域的、稳定的拓扑磁自旋纹理，类似于磁性材料中的龙卷风式旋转。它们可以非常小，直径在纳米范围内，并且表现为可以移动、创建和湮灭的粒子，这使得它们适合信息存储和逻辑设备中的“算盘”型应用。

在他们发表在《自然物理学》上的文章中，题为“室温下任意拓扑电荷的偶极斯格明子和反斯格明子”曼弗雷德·阿尔布雷希特教授领导的奥格斯堡大学研究小组在《”的文章中证明，这些自旋物体只能在不同的相中找到稳定性图中的口袋，其中品质因数Q的值约为1，由单轴磁各向异性和磁形状各向异性之间的比率给出。

感谢SabriKoraltan和维也纳大学模拟小组的同事在DieterSuess教授领导下，在来自于利希研究中心NikolaiKiselev博士的支持下进行的大量模拟，研究人员还能够确定旋转的确切原因可以在稳定性图中找到物体、它们的基本形成过程以及现在也可以应用于其他材料系统的必要材料属性。

“我们对这些自旋物体的发现所获得的令人兴奋的见解感到非常兴奋，这些自旋物体可以在室温下轻松制造。这是斯格明子和拓扑自旋物体领域的一项杰出的科学进步，”阿尔布雷希特说。这些纳米级斯格明子自旋纹理提供了额外的自由度，可以嵌入薄膜设备中，从而实现从非常规计算到新存储概念的不同应用。

自旋物体的另一个非常重要的方面是自旋极化电流引起它们的运动。当充电电流通过导电磁性材料时，极化电子自旋将对磁化施加扭矩，称为自旋转移扭矩。该扭矩可以使高阶斯格明子运动。

维也纳大学计算小组的博士生Koraltan表示：“通过微磁模拟，我们可以证明对这些非凡自旋物体运动的有效控制，这为斯格明子器件开辟了更多机会。”

奥格斯堡大学的洛伦兹透射电子显微镜在这项研究中被广泛使用，目前该研究正在扩展以可视化这些多个电荷自旋物体的电流感应运动。

奥格斯堡大学博士后研究员玛丽亚姆·哈桑说：“我们对它们运动特性的预测在多大程度上可以通过实验得到证实，这对于不久的将来的研究来说是非常令人兴奋的。”

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