磁性材料研究迈出重要一步,华南理工大学学者发现磁霍普夫子现象

   发布时间:2023-11-24 09:57

【媒体界】11月24日消息,近日,华南理工大学教授郑风珊在联合德国于利希研究中心的Nikolai S. Kiselev博士和瑞典乌普萨拉大学的Filipp N. Rybakov博士等学者的合作下,取得了一项引人瞩目的科研突破。他们共同在晶体中直接观察到了一种名为“磁霍普夫子(Hopfion)”的现象,并成功发表在国际著名学术期刊《Nature》上,题为《Hopfion rings in a cubic chiral magnet》的论文。

这一研究成果标志着在磁性材料领域取得的一项重大突破。郑风珊教授作为通讯作者兼第一作者,与国际团队共同揭示了在立方铁锗合金中观察到的磁霍普夫子现象。这一发现为磁性材料、自旋电子学以及非传统计算等领域的发展提供了全新的思路和可能性。

霍普夫子是以德国数学家海因茨-霍普夫的名字命名,概念源于英国物理学家托尼-斯凯尔姆在1962年首次提出的“拓扑孤子”概念。2009 年,科学家首次在磁体中发现了拓扑孤子,为了纪念 Skyrme,将其称为 Skyrmion(斯格明子)。而磁霍普夫子是一类三维拓扑磁孤子,迄今为止实验上尚未找到强有力的证据表明其存在。

该研究团队通过透射电子显微镜磁成像技术和微磁学计算,成功观察到了与斯格明子弦耦合的磁霍普夫子,并提供了诱导产生这一现象的实验方法。通过改变外部磁场的方向和调整磁场强度,研究人员实现了磁霍普夫子的高度可重复形成。

此外,研究还提供了统一的斯格明子-霍普夫子的同伦分类,并深入探讨了手性磁体中拓扑孤子的多样性。这一突破性发现不仅为基础物理学研究提供了新的理论支持,也为磁性材料的设计和开发提供了有力的实践指导。

 
 
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