科研动态

利用本课题组的洛伦兹透射电子显微镜在室温附近首次发现TbMn₆Sn₆中稳定的拓扑磁畴结构，其中自旋在a轴和c轴之间经历了完全的自旋重定向转变。在微磁学模拟中构建了基于金兹堡-朗道理论的有效自旋哈密顿量，在理论上证明了RKKY相互作用对skyrmion晶格稳定的关键作用。利用聚焦离子束加工的微米级霍尔元器件实现电信号测量，揭示了TbMn₆Sn₆中拓扑自旋结构同电子拓扑结构间可能存在的耦合关系。（Adv. Mater. 35, 2211164 (2023)）

TbMn₆Sn₆中发现的长周期的斯格明子晶格及螺旋磁畴结构。

FIB设计加工的微米级霍尔元器件及测得的电输运信号

利用C原子掺杂具有kagome格子的Hf_0.85Ta_0.15Fe₂合金，成功在宽温区85–245 K内获得了优异的零膨胀性能，其热膨胀系数αv 2.4 ppm K-1小到可以忽略。进一步实验和理论计算揭示了间隙原子C有效地改变铁磁-反铁磁相变过程，稳定HfTaFe合金的铁磁相，从而增强磁弹耦合性能，获得零膨胀效应的物理机制。（Adv. Mater. 35, 2208635 (2023)）。

温度变化过程中Hf_0.85Ta_0.15Fe₂和Hf_0.85Ta_0.15Fe₂C_0.01磁性和体积的变化。

课题组设计并制备了具有自旋重取向转变的非晶GdFeCo薄膜样品，通过调节样品组分实现了自旋重取向转变温区的调控；利用洛伦兹透射电子显微镜实空间原位观测，发现了畴壁中存在的麦韧对，并借助温度变化，调控样品各向异性在面内与垂直之间转变，首次在畴壁位置实现了由自旋重取向转变诱导的麦韧对与斯格明子之间的可逆转化；基于实验测量参数，在OOMMF中构建微磁学模型，实现了拓扑磁畴结构转变过程的计算模拟，揭示了自旋重取向转变在磁畴壁拓扑态生成中的决定性物理机制；进一步微磁学模拟了畴壁斯格明子随电流的响应行为，并在实验中实现了电流诱导的斯格明子沿磁畴壁的蠕动以及自旋重取向转变。(Nat. Commun. 12, 5604 (2021))

GdFeCo薄膜畴壁处出现的拓扑麦韧结构及自旋重取向过程中麦韧向斯格明子的转换

利用洛伦兹透射电子显微技术及多场辅助调控，在范德瓦尔斯中心对称磁体Fe_5−xGeTe₂中，通过降温诱发自旋重取向，实现了零场下180°磁畴壁到（反）麦韧链的转变，揭示了一种新颖的磁畴壁限域效应生成新型拓扑磁畴结构的机制。在与异常磁跃迁过程相同的温度范围内，同时观察到大的拓扑霍尔信号。此外，(反)麦韧链在外场下的集体动力学行为将可能为最近的磁畴壁拓扑理论预测提供有力的实验证据。（Adv. Mater. 32, 2005228 (2020)）

Fe_5−xGeTe₂中再自旋重取向区间出现的畴壁(反)麦韧链