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科学家首次观测到磁斯格明子霍尔效应
来源:     作者:      2016-10-08 13:21       

 

本报讯(记者朱汉斌 通讯员马明霞 夏静)记者从香港中文大学(深圳)获悉,由该校、清华大学、美国阿贡国家实验室等单位组成的国际团队,从实验上首次直接观测到了磁性薄膜中的斯格明子霍尔效应,并揭示了其与传统电荷霍尔效应的相似性。相关研究近日在线发表于《自然—物理学》。

磁性斯格明子是一种具有准粒子特性的拓扑自旋构形,可存在于具有螺旋交换作用的磁体中。理论预言电流驱动的磁性斯格明子会表现出霍尔效应的动力学行为,但实验上还未能观察到该现象。

研究人员采用微磁学模拟以及磁光克尔显微镜成像技术,在室温下成功地观测到了拓扑电荷的霍尔效应。与传统电荷在磁场中的霍尔效应类似,该研究表明由于受到拓扑马格纳斯力的影响,拓扑电荷会聚集在样品的侧边,从而展示出宏观的斯格明子霍尔效应。

与中心反演对称破缺的手性块体材料不同的是,此结果是利用界面的反演对称性破缺,强的自旋轨道耦合,在非磁性重金属/超薄铁磁体/绝缘体异质结这一低维人工磁性系统中实现的。研究人员表示,斯格明子霍尔效应的成功观察将会为这个新兴领域创造新的契机。

《中国科学报》 (2016-09-28 第4版 综合)