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合肥研究院在手性磁孤子研究中取得進展

發布時間:2020/7/30編輯:Ma Liang 人氣:1439

  【阿儀網 實驗室動態】近日,中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心穩態強磁場實驗裝置(SHMFF)用戶、研究員張蕾課題組,在手性磁孤子研究方面取得進展。針對層狀手性磁孤子材料MnNb3S6和YbNi3Al9,研究人員利用強磁場中心的ESR等設備對其手性磁孤子的微波響應和臨界行為進行研究,相關成果分別以Microwave response of the chiral helimagnetic MnNb3S6和Critical phenomenon of the layered chiral helimagnetic YbNi3Al9為題,發表在Applied Physics Letters和New Journal of Physics上。

  手性磁孤子(Chiral Magnetic Soliton)是自旋按螺旋方式排列形成的“孤子狀”的“準粒子”磁構型,表現為扭結狀的拓撲磁結構。手性磁孤子是自旋、軌道、晶格等多種自由度之間競爭和耦合的結果,其形成條件苛刻,一般形成于具有層狀結構的單軸非中心對稱晶體中,目前僅在MnNb3S6和YbNi3Al9等少數體系中發現。在這類材料中會產生Dzyaloshinskii–Moriya(DM)相互作用,而DM相互作用會和鐵磁交換相互作用之間產生競爭,從而形成螺旋形的自旋基態。在一定的溫度下,通過施加合適的磁場就可以形成手性磁孤子態。同時,可以通過磁場、壓力、微波、電流等手段對其進行調控,在自旋電子器件領域具有潛在的應用價值。

  由于手性磁孤子材料對微波具有特定的響應,研究人員利用SHMFF所屬ESR等手段,對MnNb3S6的微波響應行為和機制進行研究,揭示手性磁孤子對微波的各向異性響應行為。此外,對另外一種手性磁孤子材料YbNi3Al9的臨界行為研究發現其各向異性的自旋耦合作用,并建立H-T相圖。

微信號:ayiwangapp17

(來源: 中國科學院科技產業網 )

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