作者:柯讯 来源:中国科学报 发布时间:2018/4/18 9:17:48
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科学家在实空间首次观测到磁浮子

 

本报讯 近日,中科院合肥物质科学院强磁场科学中心研究员杜海峰和德国合作者组成的团队,利用电子全息技术在准二维螺旋磁性材料FeGe纳米结构中实验发现一种被称为“磁浮子”的新型三维局域磁结构,相关成果近日发表于《自然—纳米技术》。

二进制是数据存储的基础,二进制数据是用“0”和“1”两个数码来表示的数。在具体的物理载体中,“0”和“1”是利用物理实体两个可操控的物理态实现的。德国科学家2009年在螺旋磁性材料中发现一种具有粒子特性的拓扑磁结构,即磁斯格明子。斯格明子可作为基本的数据比特构建未来高密度、高速度、低能耗磁存储器。但由于其存在于铁磁背景中,热扰动等外部因素会使其发生漂移,从而引起实际信息存储中的紊乱。通过在磁存储单元间构造人工缺陷能够限制斯格明子的无序运动,但无疑会增加器件设计的复杂性与成本。

磁拓扑态之间的相互作用可有效抑制它们的自发漂移,但同一种磁拓扑态结构,如磁斯格明子,很难实现“0”和“1”不同数据比特的分辨。寻找新型局域的磁结构是解决该难题的主要途径。磁浮子是漂浮在材料表面的一种新型局域磁结构,可取代铁磁态作为数据比特“0”应用到存储器设计中,新设计可避免额外的构造人工缺陷等工艺,具有结构简单和成本低的优点。

强磁场中心团队利用聚焦离子束技术制备了高质量的纳米结构样品,通过和德国尤利西合作团队多次实验摸索,在FeGe纳米材料中利用电子全息技术首次在实空间中直接观测到磁浮子,并进一步发现磁浮子可与斯格明子共存。研究结果扩展了手性磁体中拓扑磁结构的范围,也为相关器件设计提供了好的基础。(柯讯)

《中国科学报》 (2018-04-18 第1版 要闻)
 
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