高质量人工斯格明子晶体制备、动力学及操控研究

Magnetic skyrmion crystals have attracted great interest both theoretically and experimentally due to their unique physical properties and potential applications. It typically requires the material to have the noncollinear interaction, the Dzyaloshinskii-Moriya interaction and has limited phase diagram which is still below room temperature. We recently proposed and experimentally realized the artificial skyrmion crystal at room temperature. We plan to further improve the fabrication method to obtain high quality artificial skyrmion crystal and investigate its dynamic behavior and topological property control with the goal to explore its potential functionality in storage and logic devices.

磁性材料中的斯格明子（skyrmion）具有很多新奇的物理性质和重要的应用前景，是近几年国际上的研究热点之一。通常的斯格明子要求材料本身具有非共线的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，并且存在的相空间较小，还低于室温，极大地限制了其应用范围。我们近期提出了人工斯格明晶体的新概念，并已在实验上得以验证，获得了室温稳定的人工斯格明子晶体。本项目拟对人工斯格明子晶体进一步深入研究，寻求高质量人工斯格明子晶体的制备方法，利用微磁学、变频铁磁共振、超快磁成像技术研究其动力学行为和磁、电操控行为，探索其在磁存储与逻辑器件方面的应用。

磁性斯格明子（magnetic skyrmion）具有很多新奇的物理性质和重要的应用前景，是近几年国际研究热点之一。通常的磁性斯格明子要求材料本身具有非共线的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，并且存在的相空间较小，还低于室温，极大地限制了其应用范围。我们近期提出了人工斯格明晶体的新概念，并已在实验上得以验证，获得了室温稳定的人工斯格明子晶体。在本项目的资助下，我们在前期的研究成果基础上对人工斯格明子晶体进行了进一步深入研究，取得了一系列重要的研究成果：通过在具有DM相互作用的薄膜上覆盖磁性纳米圆盘阵列，研究了混合磁性斯格明子的稳定性及其对斯格明子霍尔效应的抑制作用，并对人工skyrmion晶体的动力学性质进行了理论研究。以上结果加深了我们对人工斯格明子晶体的了解，提升了对其调控能力，对未来应用有着重要的科学价值。在本项目的资助下共发表SCI论文17篇，其中包括Sci. Adv. 1篇、Phys. Rev. B 6篇、Appl. Phys. Lett. 3篇。申请发明专利2项，在国内、外重要学术会议上做邀请报告10余次。培养博士生5名，硕士生1名。