磁性斯格明子是一種多功能拓?fù)湮矬w，可用于在未來的自旋電子信息處理設(shè)備中攜帶信息。作為潛在的非易失性信息載體，自旋電子器件中的斯格明子具有出色的耐久性和穩(wěn)健的保持性。然而，之前的研究表明，由于所謂的斯格明子霍爾效應(yīng)，在高速運(yùn)行期間，斯格明子很容易在器件邊緣被破壞。由于這些原因，當(dāng)前斯格明子研究的一個(gè)重點(diǎn)是找到有效的方法來保護(hù)斯格明子免于因接觸設(shè)備邊緣而被破壞。典型的解決方案包括消除反鐵磁和合成反鐵磁系統(tǒng)中的斯格明霍爾效應(yīng)。
在發(fā)表在 Nano Letters 上的一項(xiàng)研究中，由信州大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系的 Xiaoxi Liu 教授領(lǐng)導(dǎo)的小組及其合作者在實(shí)驗(yàn)中證明，斯格明子可以有效地限制在通道中并防止在設(shè)備中被破壞更常用的鐵磁系統(tǒng)中的邊緣。在設(shè)計(jì)的通道中限制斯格明子對(duì)于任何基于斯格明子的積累和傳輸?shù)膶?shí)際應(yīng)用都是基礎(chǔ)。作者發(fā)現(xiàn)，斯格明子在鐵磁材料中的位置可以通過工程能壘和阱來控制。因此，他們通過實(shí)驗(yàn)制造了一種磁性多層膜，該膜具有許多能量勢(shì)壘和由具有修改磁性的圖案形成的阱，他們發(fā)現(xiàn)斯格明子可以被模式的邊界吸引或排斥。通過在大型鐵磁薄膜中制造具有改良磁性的方形和條紋圖案，作者展示了為作為信息載體的斯格明子的限制、積累和潛在傳輸建立可靠通道的可能性。
此外，本研究中報(bào)道的這種方法也為未來研究斯格明子與一維和二維基底相互作用提供了可能性，這是過去幾十年理論上研究的重要?jiǎng)恿W(xué)問題。
“我們的研究表明，通過簡(jiǎn)單而有效的方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)斯格明子的強(qiáng)大拓?fù)浔Ｗo(hù)，這具有實(shí)際應(yīng)用的重要性，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的信州大學(xué)的實(shí)驗(yàn)家劉小希教授解釋說。
JSPS 高級(jí)研究員張錫超博士說：“研究結(jié)果表明，我們可以使用修改后的磁特性模式來控制斯格明子的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)行為。”然后他補(bǔ)充道，“在我們未來的工作中，我們將調(diào)查當(dāng)前-在設(shè)計(jì)的通道中誘導(dǎo)斯格明子的動(dòng)力學(xué)，這將是邁向基于斯格明子的自旋電子器件的又一重要步驟。”
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