近日，理学院物理学系新能源材料与器件专业2022级本科生章智超在应用物理领域国际知名期刊《Applied Physics Letters》上以第一作者身份发表题为“The formation of elliptical Néel-type skyrmions via anisotropic exchange and Dzyaloshinskii–Moriya interactions” 的研究论文。宋昌盛副教授和吴小平高级实验师为共同通讯作者，浙江理工大学为唯一完成单位。目前，章智超同学已获得推免资格，拟赴南京大学攻读博士学位。
工作简介：
该研究聚焦于具有拓扑特性的磁斯格明子，其在未来低功耗自旋电子器件中具有重要应用潜力。目前，关于各向异性作用对椭圆斯格明子形成与演化行为的影响机制仍缺乏系统研究。本研究通过协同调控交换相互作用（ηJ）与Dzyaloshinskii–Moriya相互作用（ηD）的各向异性，在二维手性磁体中实现了对Néel型椭圆斯格明子形貌和稳定性的有效调控。
本工作的图文摘要
研究团队结合蒙特卡洛模拟与理论分析，系统探索了斯格明子椭圆率、密度和尺寸的调控规律。相图分析表明，不同磁有序态可依据拓扑荷Q进行区分，其中包括亚稳态的斯格明子晶格相（|Q| > 60）。当各向异性强度达到 |ηJ| > 0.8 或 |ηD| > 0.8 时，斯格明子将转变为螺旋态，且交换相互作用表现出比DMI更显著的响应特性。此外，在较强外磁场（Bz > 8 T）作用下，斯格明子会先收缩为最小椭圆结构而后湮灭，其横纵比变化呈现非单调行为，可由椭圆率参数 f = (La − Lb) / (La + Lb) 描述。该研究构建了一个基于各向异性参数的斯格明子调控框架，为发展低对称性磁性结构中的自旋电子存储元件提供了理论支撑。
论文信息：
Zhichao Zhang, Yufei Xue, Qiuyao Zhang, Hongliang Hu, Xiaoping Wu*, Changsheng Song†; The formation of elliptical Néel-type skyrmions via anisotropic exchange and Dzyaloshinskii–Moriya interactions. Appl. Phys. Lett. 127, 182402 (2025).
https://doi.org/10.1063/5.0288764
