新型室温Skyrmion材料及其宽温域的研究

The magnetic vortex structure of skyrmion becomes a new potential magnetic storage of quantum information with ultra-high density and super-low energy consumption due to its huge advantages, such as topological stability, particle, and low current driven. However, it is a lack of research on room temperature magnetic S material with wide temperature range and small size. In this project, the broadening of temperature range for room temperature S phase will be studied. A series of β-Mn-type Co-Zn-Mn/Fe bulk and nanostructures will be prepared by flux growth method, optical floating zone, solution method and vapor phase transport method, respectively. The magnetic phase diagram will be obtained based on the phenomenon that the temperature range of S phase is related with the sample composition and morphology. The achievements of the project will provide experimental and theoretical basis for development of new materials for magnetic information memory with high density, high speed and low power consumption.

磁性斯格明子（Skyrmion，简称S）因具有拓扑稳定性、粒子性、以及低电流驱动等优点，被认为具有成为新一代超高密度、超低能耗的新型磁存储量子信息载体的潜力，但具有宽温域、小尺寸的室温磁性S材料尚缺乏研究。本项目拟对具有β-Mn结构的室温S材料Co-Zn-Mn/Fe合金展开S相宽温域化的探索研究。通过助熔剂生长法、光学浮区法、溶液生长法以及气相输运法等途径获得单晶Co-Zn-Mn/Fe块材以及纳米线样品，揭示S相存在的温度区间随成分以及样品形态的演化规律，建立体系的磁相图，为新一代高密度、高速度、低能耗磁信息存储器件的研制提供实验和理论依据。

磁性斯格明子（Skyrmion，简称S）因具有拓扑稳定性、粒子性、以及低电流驱动等优点，被认为具有成为新一代超高密度、超低能耗的新型磁存储量子信息载体的潜力，但具有宽温域、小尺寸的室温磁性S材料尚缺乏研究。本项目以β-Mn结构的室温S材料为研究对象，研究以CoZn为母体的单晶块材以及纳米线结构样品的制备，此外还尝试着研究了另一种非挥发性存储器，基于钙钛矿材料的阻变存储器。主要结果如下：（1）用直流电沉积的方法实现CoZn合金纳米线的可控制备，并且获得配置溶液中元素的比例等参数对于CoZn合金纳米线的成分和结构的影响机理；（2）采用快速加热和离心相结合的方法，可控合成特定尺寸和形貌低维的Y2O3，研究了其生长演化过程并详细阐明其形成机理；（3）获得了TE/CsPbBr3/BE结构的阻变器件，表现出典型的双极性阻变行为和优越的开关特性，包括高开/关比(≈10^4)、长数据保持时间(>5×10^4s)和环境稳定性。（4）通过一步化学气相沉积方法在柔性聚酰亚胺衬底上合成无铅全无机钙钛矿CsSnBr3薄膜，制备出环境友好型的阻变器件，表现出超低的开关电压（≈0.2/-0.15V）和高的开/关比（≈10^5）等优良性能。本项研究为新一代高密度、高速度、低能耗信息存储器件的研制提供实验和理论依据.