Tunable Room Temperature Magnetic Skyrmions in Ir/Fe/Co/Pt Multilayers
磁skyrmions是纳米级的拓扑自旋结构，为下一代信息存储技术提供了巨大的希望。最近在几种多层膜中发现了亚100 nm室温（RT）skyrmions，这引发了人们对调制其物理性质以用于器件的积极努力。在这里，我们提出了一个可调RT skyrmion平台的基础上，多层堆叠的Ir/Fe/Co/Pt，我们研究使用X射线显微镜，磁力显微镜和霍尔传输技术。通过改变铁磁层的组成，我们可以调整磁相互作用的Skyrmion属性，从而调整其热力学稳定性参数的数量级。Skyrmions在样品中表现出孤立（亚稳态）和无序晶格构型之间的平滑交叉，而它们的大小和密度可以分别调节2和10倍。因此，我们建立了一个平台，调查功能的子50纳米RT skyrmion，指向基于skyrmion的存储设备的发展。
2017-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dramatic pressure-driven enhancement of bulk skyrmion stability
最近发现的磁性skyrmion晶格引发了科学界的兴趣激增。一些新的现象已被证明是从导电电子与skyrmion晶格的相互作用中出现的，例如拓扑霍尔效应和超低电流密度下的自旋转移矩。在绝缘化合物Cu 2 OSeO 3中，磁-电耦合使得能够通过电场控制skyrmion晶格，有望实现新型自旋电子器件的无耗散路线。其中一个突出的基本问题是与skyrmion晶格的热力学稳定性。到目前为止，体材料中的skyrmion晶格仅在有序-无序转变以下的狭窄温度范围内被发现。如果这种狭窄的稳定性是不可避免的，它将严重限制应用。在这里，我们发现，仅对Cu 2 OSeO 3施加适度的压力就可以大幅增加skyrmion口袋的绝对尺寸。这一见解直接表明，调整电子结构可以导致Skyrmion晶格稳定性的显着增强。我们解释的发现，通过扩展以前采用的金斯堡-朗道的方法，并得出结论，各向异性的变化是主要的驱动程序控制的大小的skyrmion口袋。这一认识为调整未来Skyrmion宿主材料的性质提供了重要指导。
2015-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Vector vorticity of skyrmionic texture: an internal degree of freedom tunable by magnetic field
与非中心对称材料中由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用驱动的skyrmion不同，中心对称磁体中的skyrmion织构可能具有额外的内部自由度，这极大地丰富了其形貌，暗示了拓扑保护所允许的连续变形，并实现了灵活的可调性和潜在的功能性。为了更好地描述涡的内部自由度，将传统的整数标量涡推广为允许连续旋转的矢量涡。进一步简化的涡度角和螺旋度角代表了自旋空间的全部旋转自由度。具有阻挫的中心对称磁体为实现对这些内部自由度的可控操纵提供了一个完美的平台，其中磁场可以被施加以在晶体和孤立形式的skyrmionic织构中连续地调谐涡度，并且螺旋度可以进一步由电场控制。此外，模拟还揭示了与涡度调制相关的独特动力学效应，即旋转磁场可以产生直线运动来调节涡度，而控制涡度也可以调制由自旋极化电流引起的动力学。
2022-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust metastable skyrmions with tunable size in the chiral magnet FePtMo$_3$N
合成新的材料，可以主机磁skyrmions和他们彻底的实验和理论表征是必不可少的未来技术应用。$β$型化合物FePtMo $_3$ N是属于手性空间群$P4_132$的一种这样的新型材料，其中由于不存在反转对称性而允许反对称的Dzyaloshinkii-Moriya相互作用。本文报道了FePtMo $_3$ N的小角中子散射（SANS）测量结果，证实了其磁基态是一个长周期自旋螺旋，居里温度为222 K.磁场诱导的SANS强度的重新分布表明，在温度略低于$T_{\text C}$时，螺旋结构在$\sim$ 13~mT处转变为skyrmion晶格.我们的关键观察是，在FePtMo $_3$ N的skyrmion状态是强大的场冷却到最低温度。而且，一旦通过场冷却制备了亚稳态，即使在零场下也存在Skyrmion晶格。此外，我们发现，在FePtMo $_3$ N的skyrmion尺寸表现出高灵敏度的样品温度，并可以在120和210纳米之间连续调谐。这为手性磁体拓扑性质的控制提供了新的前景。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Molecular Beam Epitaxy Growth of [CrGe/MnGe/FeGe] Superlattices: Toward Artificial B20 Skyrmion Materials with Tunable Interactions
Skyrmions是一种局域化的磁性自旋织构，其稳定性在理论上已被证明取决于材料参数，包括体Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC），界面Rashba SOC和磁各向异性。在这里，我们建立了一类新的人工skyrmion材料，即B20超晶格，这些参数可以系统地调整的增长。具体地说，我们报道了在Si（111）衬底上成功生长由FeGe、MnGe和CrGe单晶薄膜组成的B20超晶格。通过分子束外延生长薄膜和超晶格，并且通过反射高能电子衍射、X射线衍射和横截面扫描透射电子显微镜（STEM）的组合来表征。X射线能量色散谱（XEDS）区分层的元素映射，并表明良好的界面质量与相对较低水平的混合在[CrGe/MnGe/FeGe]超晶格。这种外延单晶B20超晶格的展示是对可调skyrmion系统的重大进展，用于基础科学研究和磁存储和逻辑的应用。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Formation of magnetic skyrmions with tunable properties in PdFe bilayer deposited on Ir(111)
我们用从头算和自旋模型计算方法对Ir（111）上PdFe双层膜的自旋组态进行了广泛的研究。我们利用自旋集团展开技术得到自旋模型参数，并求解零温下的Landau-Lifshitz-Gilbert方程。特别地，我们着重研究了层弛豫效应和外磁场作用下基态磁的演化。在没有磁场的情况下，我们发现了一个自旋螺旋基态，而施加外部磁场时，系统中产生了skyrmion。基于能量计算的冻结自旋组态与变化的磁场，我们获得了良好的协议与现有的实验相边界。我们发现自旋螺旋的波长和skyrmions的直径随着向内Fe层弛豫的增加而减小，这与最近邻Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和各向同性交换耦合$D/J$的比率的增加有关。我们的研究结果还表明，所需的稳定的Skyrmion晶格的应用领域增加时，个别Skyrmion的直径减小。根据我们的观察，我们认为，形成的skyrmion晶格可以调整的薄膜的小结构修改。
2014-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermally-activated skyrmion diffusion with tunable effective gyrotropic force
本研究通过在合成反铁磁体中调节角动量补偿来抑制有效回转力，使斯格明子的热激活扩散系数较铁磁斯格明子提升10倍以上，为节能型非传统随机计算提供了新途径。
2023-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Supercurrent-induced Skyrmion dynamics and Tunable Weyl points in Chiral Magnet with Superconductivity
最近的研究表明，超导性为自旋电子学提供了新的视角。我们研究了由s波超导体和立方手征磁体组成的异质结构，它可以稳定拓扑自旋织构，即skyrmion。我们提出了一个超导引起的自旋力矩，起源于自旋轨道耦合，我们表明，自旋力矩可以驱动一个skyrmion在一个有效的方式，减少焦耳加热。我们还研究了Bogoliubov准粒子的能带结构，并证明了Weyl点的存在，其位置可以由磁化方向控制。这导致在自旋织构存在下作用于准粒子的有效磁场。此外，外尔锥的倾斜也可以通过自旋轨道耦合的强度来调节，我们提出了一种可能的实现II型外尔点。
2016-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Magnonic Thermal Hall Effect in Skyrmion Crystal Phases of Ferrimagnets
从理论上研究了亚铁磁体Skyrmion晶相中磁振子在角动量补偿点附近的热霍尔效应。为此，我们从推导任意平衡自旋织构背景下磁振子的运动方程开始，这产生了磁振子的虚拟电磁场。随着净自旋密度的变化，所得到的运动方程介于CP处的相对论Klein-Gordon方程和远离CP处的非相对论Schr{<$} dinger方程之间.在一致skyrmion密度近似下，在skyrmion晶相中，相对于序参量的右旋和左旋圆极化磁振子分别形成Landau能级.对于一个实验的建议，我们预测，磁热霍尔电导率改变其符号时，亚铁磁体跨CP调谐，提供了一种方法来控制自旋热电子器件的热通量一方面和一个可行的方法来检测CP的亚铁磁体的另一方面。
2018-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-Tunable Skyrmions and Merons in Magnetic Nanodisks via Spatially Engineered Anisotropy
China University of Mining and Technology（中国矿业大学）；University of Antwerp（安特卫普大学）；Zhejiang University（浙江大学）
该研究通过空间调控各向异性，在无DMI的非手性磁系统中稳定了斯格明子与meron拓扑自旋纹理，实现了其可控磁响应及可重构磁振子元件的应用。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-induced formation and annihilation of skyrmions in two-dimensional magnet
该研究利用第一性原理计算与 Monte Carlo 模拟，证明电场可调控 MnIn2Te4 单层中的磁相互作用并诱导斯格明子形成或湮灭。
2023-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable Dzyaloshinskii--Moriya interaction and skyrmions in two-dimensional Janus Cr$_{2}$X$_{3}$Y$_{3}$ (X, Y = Cl, Br, I, X $\neq$ Y) trihalide monolayers
近年来，人们致力于寻找具有强Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的二维铁磁材料。在这里，我们通过第一性原理的方法，系统地研究了双轴应变对Janus Cr $_{2}$ X $_{3}$ Y $_{3}$（X，Y = Cl，Br，I，X $\neq$ Y）单分子膜的磁化率，海森堡交换相互作用和磁各向异性能（MAE）的影响。拉伸应变可显著增强双折射和MAE，而$2\%$的压缩应变可诱导Cr $_{2}$ Cl $_{3}$ Br中双折射手性的反转和Cr $_{2}$ I $_{3}$ Cl $_{3}$中MAE从面外到面内的转换。在微观上，磁共振和MAE主要与重磁卤素原子的大自旋-轨道耦合有关，而不是与磁性Cr原子有关。特别是，特殊的磁性转变的Cr $_{2}$ I $_{3}$ Cl $_{3}$之间的竞争直接交换和超交换相互作用解释。微磁学模拟结果表明，外加65 mT的弱磁场能稳定Cr $_2$ I $_3$ Cl $_3$单层膜中直径为9.8 nm的skyrmion.我们的研究结果将为进一步研究二维Janus材料中的Skyrmions和Spin-tron提供指导，并为在自旋电子器件中的潜在应用奠定基础。
2022-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Néel-Bloch magnetic twists in Fe3GeTe2 with van der Waals structure
二维范德瓦尔斯（vdW）磁体中铁磁性的出现激发了人们对探索拓扑磁性纹理的高度兴趣，例如用于未来基于skyrmion的自旋电子器件的skyrmion。为了在vdW磁体中通过将Bloch型磁泡转化为Néel型skyrmion来设计skyrmion，在重金属/vdW磁性薄膜的异质结构中诱导界面Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用）.然而，vdW磁体固有的磁性纹理的明确识别，例如，磁扭曲（skyrmions/畴壁）是Néel型还是布洛赫型，目前还不清楚。在这里，我们证明了Néel或布洛赫型磁扭曲可以调谐的vdW磁体Fe 3GeTe 2（FGT）与/无界面的双折射。我们使用面内磁场来对准磁化的调制波矢q，以区分Néel型或布洛赫型磁扭曲。我们观察到，q是垂直于在异质结构（Pt/氧化-FGT/FGT/氧化-FGT）的面内场，而q对齐在一个旋转的角度相对于薄块FGT在薄板中的场方向。我们发现，对齐的畴壁扭曲持有扇形调制，符合定性与我们的计算结果。
2021-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall Topological Hall Effect in Highly Tunable Pt/Ferrimagnetic-Insulator Bilayers
拓扑磁纹理，如skyrmions的电检测目前仅限于导电材料。虽然磁性绝缘体为Skyrmion技术提供了高速和低损耗的关键优势，但它们尚未被电探索。在这里，我们报告了一个突出的拓扑霍尔效应在Pt/Tm $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$双层，其中原始的Tm $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$外延膜的厚度下降到1.25单位电池允许调谐拓扑霍尔稳定性在很宽的范围内从200到465 K通过原子尺度的厚度控制。虽然Tm $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$是绝缘的，我们证明了通过一种新的现象：“自旋霍尔拓扑霍尔效应”（SH-THE），其中界面自旋轨道扭矩允许自旋霍尔效应产生的自旋在Pt中经历独特的拓扑结构的底层skyrmions在Tm $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$的拓扑磁纹理的检测。这种新颖的电检测现象为在未来的skyrmion技术中利用大家族的磁性绝缘体铺平了新的道路。
2019-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Tunable gigahertz dynamics of low-temperature skyrmion lattice in a chiral magnet
本研究针对手性磁绝缘体Cu₂OSeO₃的低温斯格明子相，通过场循环方法生成该相并结合吉赫兹自旋动力学探测，揭示了其可调激发模式与相图特征，明确了磁晶各向异性对模式杂化的核心作用。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Tunable ferroelectric topological defects on 2D topological surfaces: strain engineering skyrmion-like polar structures in 2D materials
该研究通过多尺度计算模拟在二维PbX材料中利用应变工程实现可调谐铁电极性拓扑缺陷，预测了涡旋、反涡旋和通量闭合等多种极性结构，为下一代纳米电子与传感器件提供新途径。
2022-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of moiré skyrmion phases in twisted multiferroic NiI$_2$ bilayers
Aalto University（阿尔托大学）
本文以扭曲多铁性NiI₂双层膜为研究对象，通过建立包含均匀螺旋相、kπ-斯格明子晶格等的相图，揭示其电可调拓扑莫尔磁性，利用磁电耦合实现电场调控斯格明子相，为斯格明子电子学提供可调平台。
2024-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning the structure of Skyrmion lattice system Cu2OSeO3 under pressure
绝缘亚铁磁体Cu 2 OSeO 3显示出丰富多样的相，如skyrmion晶格和螺旋磁性控制的相互作用，不同的交换相互作用，可以通过外部压力调谐。在这项工作中，我们研究了压力诱导相变在室温下使用同步加速器为基础的X射线衍射和拉曼散射测量。通过第一性原理理论分析，我们发现在环境立方相中的自旋-自旋交换耦合显著地受到流体静压的影响。环境立方相转变为单斜相超过7 GPa，然后到三斜相超过11 GPa。拉曼光谱中新的声子模式的出现证实了这些结构相变。值得注意的是，在减压时，晶体经历向新的单斜结构的转变。原子坐标已在低压立方相中被细化，以捕获负责先前报道的压力下的磁性行为的Cu四面体演化。我们的实验将激发进一步研究其在压力下的涌现磁行为。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Curie temperature and room-temperature 50-nm skyrmions achieved in hexagonal ferromagnet Mn5Ge3+x synthesized via a high-pressure method
Anhui University（安徽大学）；Institutes of Physical Science and Information Technology, Anhui University（安徽大学物理科学与信息技朮研究所）；High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心）；Hefei Normal University（合肥师范学院）
研究通过高压合成技术提高Mn5Ge3+x晶体居里温度，实现室温下50nm斯格明子的稳定性，利用微磁模拟和磁输运测量等方法，展现其在自旋电子器件应用中的潜力，包括对单个斯格明子的电学操纵和检测。
2026-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Cooperativity in Coupled Spin--Cavity Systems
通过外加控制参量改变自旋系统的磁态，实验研究了耦合自旋-腔系统中协同效应的可调谐性。作为模型系统，我们使用Skyrmion主体材料Cu $_2$ OSeO $_3$耦合到微波谐振腔。在不同的磁相，我们测量的谐振器和磁振子模式之间的色散耦合和模型，我们的结果，通过使用输入-输出形式主义。我们的研究结果表明，通过磁场的归一化耦合率的一个很强的可调谐性，使我们能够改变磁振子-光子的合作从1到60的skyrmion晶格态的相边界。
2021-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure-tunable large anomalous Hall effect of the ferromagnetic kagome-lattice Weyl semimetal Co3Sn2S2
在金刚石对顶砧装置上研究了磁性拓扑半金属Co_3Sn_2S_2的反常霍尔效应在44.9-50.9 GPa压力范围内的压力演化。在0.2-50.9 GPa的压力范围内，同步辐射X射线衍射没有发现明显的结构相变痕迹。我们发现，反常的霍尔电阻率和铁磁性随着压力的增加而单调抑制，并在22 GPa附近几乎消失。反常的霍尔电导率在低温下随压力的变化而非单调变化，涉及原始和紧急Weyl节点之间的竞争。结合第一性原理计算，我们揭示了高压下反常霍尔效应是由Berry曲率引起的内禀机制.
2019-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tailoring magnetic energies to form dipole skyrmions and skyrmion lattices
有趣的物理和潜在的存储技术，从拓扑保护自旋纹理，如skyrmions，促使努力发现新材料系统，可以主机这些类型的磁结构。在这里，我们使用非晶Fe/Gd多层膜的高度可调的磁性来探索导致偶极稳定的skyrmion和skyrmion晶格形成的偶极场和交换能量的竞争的磁性。利用实空间成像和倒易空间散射技术，我们确定了skyrmions形成的材料性质和磁场的范围。微磁建模与我们对小skyrmion特征（~50至70 nm）的观察非常吻合，并表明这类skyrmion具有丰富的磁畴结构，在膜的中心是Bloch样的，在每个表面更像Néel。我们的研究结果提供了一个途径，工程的形成和可控性的偶极skyrmion相位在薄膜的几何形状在不同的温度和磁场。
2016-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Multi-value Probabilistic Computing with current-controlled Skyrmion Diffusion
本文利用电流调控斯格明子热激活扩散实现多值概率计算，演示了softmax计算与无需网络的可逆逻辑，为高可扩展概率计算提供了新途径。
2025-08-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Tunable topological magnetism in superlattices of nonmagnetic B20 systems
本文通过电子结构计算与大规模原子自旋动力学模拟，预测FeSi/CoSi和FeSi/FeGe超晶格中可稳定多种可调拓扑磁织构。
2023-09-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tunable positions of Weyl nodes via magnetism and pressure in the ferromagnetic Weyl semimetal CeAlSi
非中心对称铁磁Weyl半金属CeAlSi同时具有空间反转和时间反转对称性破缺，为探索新的拓扑态提供了一个独特的平台.在这里，通过采用电和热电传输，角分辨光电子能谱（ARPES），高压技术，和带计算，我们证明，磁性和压力可以作为有效的参数来调整CeAlSi的Weyl节点的位置。在常压下，顺磁状态下出现反常霍尔效应（AHE）和反常能斯特效应（ANE），当温度接近铁磁有序温度时，AHE和ANE效应增强，说明磁性对AHE/ANE有促进作用. AHE/ANE的这种增强可以归因于通过磁性调节Weyl节点的位置。ARPES测量结果表明，CeAlSi的铁磁性是调节其体相和表面能带结构的关键.这种磁性可调的电子结构迄今为止还没有在其他磁性$R$ Al $Pn$（$R$ =稀土元素，$Pn$ = Si，Ge）兄弟中报道，这表明在CeAlSi中控制Weyl节点位置的巨大潜力。压力作用下，AHE增强，信号改变。基于能带计算，AHE的演化可能源于外尔节点通过压力的调谐。此外，多个压力诱导的相变被揭露。这些研究结果表明，CeAlSi提供了一个独特的和可调的平台，探索奇异的拓扑物理和电子相关性，以及迎合一系列潜在的应用，如自旋电子学和热电。
2023-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Skyrmion Alignment and Pinning Effects in a Disordered Multi-Phase Skyrmion Material Co8Zn8Mn4
Skyrmion材料中的潜在无序既可以抑制又可以促进Skyrmion的重新取向和拓扑结构的变化。这些无序诱导的拓扑活性制度的识别是实现强大的skyrmion自旋电子实现的关键，但很少有研究存在无序的散装样品。在这里，我们采用小角中子散射（SANS）和微磁学模拟研究skyrmion晶格的形成，过渡和重新取向动力学的无序多晶Co $_{8}$ Zn $_{8}$ Mn $_{4}$散装样品的相空间skyrmion顺序的影响。我们的测量揭示了一个新的无序到有序的skyrmion方形晶格过渡途径，其特征在于在SANS中的四重顺序的新的促进，并伴随着系统的拓扑结构的变化，通过微磁模拟得到加强。钉扎反应被观察到占主导地位的skyrmion动态在亚稳三角晶格相，增强skyrmion稳定通过一个显着的和以前未被发现的skyrmion记忆效应再现以前的订购过程，并持续在零场。这些结果揭示了Skyrmion形成和重组动力学中各向异性和无序的相互作用，为Skyrmion操作建立了新的可调途径。
2022-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Lorentz TEM investigation of chiral spin textures and Néel Skyrmions in asymmetric [Pt/(Co/Ni)$_M$/Ir]$_N$ multi-layer thin films
利用菲涅耳模洛伦兹透射电子显微镜（LTEM）研究了对称[Co/Ni] $_M$和非对称[Pt/（Co/Ni）$_M$ /Ir] $_N$多层膜中的磁畴图案。在对称的多层，其中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用预计为零，我们观察到纯粹的布洛赫型畴壁没有首选的手征。在非对称多层膜中，存在显著的界面缺陷，我们观察到具有手性Néel畴壁的畴图案，其随着垂直场的应用而演变成亚100 nm孤立的Néel Skyrmions。层的厚度和薄膜叠层的界面上的磁性的影响进行了讨论的背景下，开发一个可调的多层系统，为未来的自旋电子应用。
2018-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Switching intrinsic magnetic skyrmions with controllable magnetic anisotropy in van der Waals multiferroic heterostructures
基于第一性原理研究，提出在二维范德华多铁异质结构CrSeI/In2Te3中通过反转铁电极化调控磁各向异性，实现本征磁性斯格明子与高温铁磁态的切换，为自旋电子学提供节能高效策略。
2024-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion Lattice Phases in Thin Film Multilayer
本文通过六角序分析与软圆盘粗粒化分子动力学模拟，证明温度和磁场可调的斯格明子晶格可呈现液相到六角相的转变，是研究二维相变的理想模型系统。
2021-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Strong and tunable magnetoelectric coupling in 2D trilayer heterostructures
理论预测二维双层和三层异质结构可通过极化-极化相互作用实现强磁电耦合与 skyrmions 的电场控制，为 spintronics 设计提供新视角。
2022-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Evolution of Skyrmions in Synthetic Ferrimagnets of Co/Gd Heterostructure for Topological Spintronic Applications
National Institute of Science Education and Research (NISER)（印度科学教育研究所）；Homi Bhabha National Institute (HBNI)（霍米·巴巴国立大学）；Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Mohali（印度科学教育研究学院莫哈利分校）；Durham University（杜伦大学）
研究通过实验和模型揭示了Co/Gd异质结中SFiM的温度依赖磁化演化，展示了Skyrmion的稳定化及磁亚晶格对磁化的影响，为拓扑自旋电子应用提供了理论基础。
2025-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection and nucleation of a magnetic skyrmion in a magnetic tunnel junction observed via operando magnetic microscopy
本研究通过operando磁性显微技术，展示了在磁性隧道结中对单个磁性斯格明子的电学检测，以及利用栅极电压控制磁各向异性实现其成核与湮灭，证明了单个器件中的读写操作，为低功耗斯格明子技术奠定里程碑。
2023-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-Driven Electrical Switching of Anisotropic Skyrmion Hall Effect in Altermagnets
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
研究通过电场调控alt磁体中非对称skyrmion霍尔效应，揭示了亚格点依赖的各向异性交换与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，实现了无需磁场的精确可控skyrmion传输。
2026-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Giant generic topological Hall resistivity of MnSi under pressure
我们报告详细的低温磁输运和磁化强度的测量下的压力高达$\sim12\,{\rm kbar}$的MnSi。跟踪样品质量的作用，压力变送器，和字段和温度的历史，使我们能够链接到一个巨大的拓扑霍尔电阻率$\sim50\,{\rm nΩcm}$的skyrmion晶格相在环境压力的出现。我们表明，拓扑霍尔电阻率在零温度极限的显着大的尺寸必须是通用的。我们讨论了各种机制，可以导致在环境压力下观察到的温度升高时的信号小得多。
2014-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Rhombic skyrmion lattice coupled with orthorhombic structural distortion in EuAl$_{4}$
中心对称四元巡游磁体EuAl $_{4}$在外磁场中表现出复杂的磁相图，包括菱形和方形Skyrmion晶格（SkL）相。在这里，我们报告了一个多轴衍射研究的EuAl $_{4}$通过一个新设计的光纤布拉格光栅技术补充的共振X射线散射实验，揭示各向异性磁致伸缩和磁体积效应与连续的相变。发现菱形和方形SkL相在$ab$平面内分别具有$\sim$ 0.10%和$\sim$ 0.03%的正交结构畸变。我们建议，自旋系统和晶格变形之间的耦合应该是必不可少的EuAl $_{4}$的结构不稳定性，产生丰富多样的拓扑自旋纹理与自发的旋转对称性破缺以及潜在的可控性的SkL相的单轴应力或压力。
2023-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure induced isostructural phase transition in biskyrmion host hexagonal MnNiGa
磁skyrmions是一种涡旋状的自旋织构，它可以通过磁弹性效应被外部应力或压力操纵。在这里，我们提出了观察的同质相变在biskyrmion主机六方MnNiGa在压力约4 GPa，使用压力相关的同步X射线粉末衍射（XRD）数据分析。我们的XRD数据揭示了各向异性的压缩行为与压力不同的压缩率的a轴在基面和c轴在棱柱平面。然而，六角对称性保持不变的压力高达14 GPa。用二阶Birch-Murnagan状态方程对晶胞体积与压力的关系进行拟合，结果表明，在4GPa以上和4GPa以下，晶胞体积与压力的关系曲线明显不同。本研究有助于理解的晶体结构的应用中的biskyrmion主机MnNiGa的静水压力，其中的skyrmion纹理可以操纵的压力，由于其磁弹性字符。
2022-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Band Gap of Boron Nitride Interfaces under Uniaxial Pressure
在这项工作中，我们表明，通过一个密度泛函理论形式主义，氢终止氮化硼表面之间的简单的物理接触引起的金属界面与自由携带相反的符号在每个表面。可以通过施加单轴压力来诱导带隙。随着压力的增加，带隙的大小从零到4.4 eV连续变化，这是根据表面态之间的相互作用来理解的。由于立方氮化硼的高热导率以及带隙和施加的压力之间的耦合，这种可调带隙界面可以用于高稳定性的电子和机电器件中。此外，在界面处的电荷载体的空间分离可能导致光伏应用。
2012-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring composite skyrmionic spin textures in an above-room-temperature ferromagnet Fe3-xGaTe2
本文通过磁力显微镜研究非化学计量比Fe3-xGaTe2中铁缺乏诱导的斯格明子自旋纹理演化，建立拓扑转变路径模型，并在室温下可控实现了斯格明子ium、斯格明子袋和袋态等复合拓扑自旋纹理。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally Configurable Multi-Order Polar Skyrmions in Multiferroic Oxide Superlattices
State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University（浙江大学材料科学与工程学院硅与先进半导体材料省部共建国家重点实验室）；Zhejiang Key Laboratory of Advanced Solid State Energy Storage Technology and Applications, Taizhou Institute of Zhejiang University（浙江工业大学储能技术与应用浙江省重点实验室台州研究院）；Institute of Fundamental and Transdisciplinary Research, Zhejiang University（浙江大学基础与交叉科学研究院）；School of Engineering, Hangzhou City University（杭州城市学院工学院）；College of Materials Science and Engineering, Zhejiang University of Technology（浙江工业大学材料科学与工程学院）
通过热调制策略，在多铁氧化物超晶格中稳定多阶极性Skyrmion，实现拓扑阶的可逆调控，为存储设备提供可变拓扑配置方法。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Versatile Strain-Tuning of Modulated Long-Period Magnetic Structures
我们报告了详细的小角中子散射（SANS）研究的skyrmion晶格相的MnSi在压缩和拉伸应变。特别是，我们证明了在skyrmion晶格平面中施加的拉伸应变，垂直于磁场，起到使skyrmion晶格相不稳定的作用。该实验是通过我们开发的多功能应变池实现的，其独特之处在于能够通过使用两个独立的氦驱动铜压力传感器来选择原位拉伸或压缩应变的应用，其设计已针对调制长周期磁性结构和涡旋晶格上的磁性SANS进行了优化，并且足够紧凑以适应常见的样品环境，例如低温恒温器和超导磁体。
2017-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Current-induced creation and dynamics of embedded magnetic skyrmion bags
Hefei Normal University（合肥师范大学）；Anhui University（安徽大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
研究在零磁场下通过直流电流在FeGe纳米板中诱导形成和操纵嵌入式斯格明子袋，利用原位洛伦兹透射电子显微镜观察转变过程，经理论分析确定驱动机制，还展示不同Q值斯格明子袋间电诱导转变，为全电控制拓扑自旋纹理和缺陷奠定基础。
2026-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion Sliding Switch in a 90-nm-Wide Nanostructured Chiral Magnet
Hefei Normal University（合肥师范学院）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Anhui University（安徽大学）
通过利用90纳米宽磁性纳米结构中的Skyrmion边缘吸引力相互作用，实现了一种基于Skyrmion滑动的二进制开关，展示了在三维拓扑自旋电子器件中的应用潜力。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
B20-MnSi films grown on Si(100) substrates with magnetic skyrmion signature
磁skyrmions已被建议作为未来的自旋电子器件的信息载体。B20型MnSi作为第一种实验证实具有Skyrmions的材料，几十年来一直是研究的热点。虽然已经在Si（111）衬底上成功地生长了B20-MnSi薄膜，但是在Si（100）衬底上生长B20-MnSi薄膜的报道还没有，这对于实际应用是更优选的。本文首次报道了在Si（100）衬底上制备B20-MnSi薄膜。这是通过Mn和Si之间的亚秒固态反应通过在环境压力下的闪光灯退火来实现的。与体B20-MnSi相比，再生长层显示出43 K的增强的居里温度。磁skyrmion签名证明在我们的电影中的磁性和运输测量。毫秒级快速退火为硅基Skyrmionic器件的制备提供了一条很有前途的途径。
2021-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable magnetic and magnonic states in Ni-dihalide monolayers
研究了双轴和单轴应变对NiX2单层磁基态、临界温度及磁振子性质的影响，揭示了包含铁磁、螺旋磁和斯格明子相的复杂相图，并发现双二次交换相互作用及应变可调的软磁振子模式对磁性质具有显著影响。
2024-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Magnetic Skyrmions in Pt/Co/Cu Multilayers
该研究在外延Pt/Co/Cu多层膜中实现并直接成像室温泡状Néel斯格明子，通过调控Co厚度与周期数获得多种磁化态。
2023-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Emergent Skyrmion Hall Effect in $d$-wave Altermagnets at Finite Temperature
School of Physics Science and Information Technology, Liaocheng University（聊城大学物理科学与信息工程学院）；School of Physics and State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学物理学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials and Institute for Advanced Materials, South China Academy of Advanced Optoelectronics, South China Normal University（华南师范大学广东省量子工程与量子材料重点实验室先进材料研究院南方先进光电子研究院）
该研究发现有限温度下d波交替磁体中会涌现各向异性斯格明子霍尔效应，可通过电压控制实现ATM斯格明子的低功耗输运调控。
2026-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Skyrmionium meta-matter: a topologically heterogeneous magnetic crystal with emergent hybrid dynamics
Hiroshima University（广岛大学）；International Institute for Sustainability with Knotted Chiral Meta Matter（带结手性超材料可持续发展国际研究所）
Skyrmionium meta-matter通过拓扑异质磁性晶体实现混合动力学，为可重构磁共振和自旋电子应用提供新平台。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching between Skyrmions and Yoshimori Spin Spirals via Li Absorption in Janus Magnets
本研究通过第一性原理和自旋动力学模拟，发现锂在Janus CrTeSe不同表面吸附可切换斯格明子与吉森森自旋螺旋，为二维磁体手性态可逆调控提供新策略。
2025-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent elasticity linked to topological phase transitions controlled via molecular chirality and steric anisotropy
空间调制结构的自组织与均匀状态的相变具有不同的性质。Skyrmions和half-skyrmions（merons）是这种结构的代表，并通过控制拓扑相位用于设计磁电，光学和机械响应材料。然而，在分子固体中的skyrmions和half-skyrmions的研究很少，虽然有一个普遍性的理论描述之间的磁性和分子系统的手征相互作用。在这里，我们开发了一个简单的物理系统，用于控制在一个固体与手征的拓扑相位。我们发现，从各向异性空间相互作用和分子间扭曲的弹性场的出现是控制螺旋和半skyrmion结构的关键。利用出现的弹性场和分子取向之间的耦合，我们成功地控制拓扑相位的温度，外部电磁场，和各向异性应力。涌现弹性的概念提供了一个控制系统，用于设计具有可调电和磁机械性能的分子和大分子固体。
2021-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Angle-dependent resonant dynamics of stripes and skyrmions in Re/Co/Pt multilayers
本研究探究不同钴厚度的Re/Co/Pt多层膜的静动态磁特性，揭示斯格明子零场稳定的角度依赖规律及四种共振模式的调谐特性，为自旋电子和磁振子器件研发提供支撑。
2025-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Multi-step topological transitions among meron and skyrmion crystals in a centrosymmetric magnet
该研究在中心对称磁体GdRu2Ge2中实验发现半子与斯格明子晶体间的多步拓扑转变，并通过散射、输运测量和RKKY竞争模型揭示了2.7 nm纳米准粒子的磁场调控机制。
2024-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-Tunable Targets for Light Dark Matter Direct Detection: The Case of Solid Helium
本文提出利用静水压力调控固态氦的声子性质，通过第一性原理计算证明高压可显著提升其对轻暗物质的单声子探测能力，为进入更低暗物质质量区域提供了新的调控途径。
2024-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-ph
Effect of Negative Pressure on the Prototypical Itinerant Magnet MnSi
研究了巡游磁性金属MnSi在Si位上Al和Ga替代后磁性和电荷输运性质的演变。我们观察到单位晶胞体积的增加，表明Al和Ga取代产生负化学压力。居里温度和有序矩都有显著的增加，这表明取代使磁性更具局部性。这种取代也增加了温度和磁场的范围，由于磁性特征的变化，skyrmion相是稳定的。在纯MnSi的行为和预期的本征反常霍尔效应，我们发现一个显着的温度依赖性的大小和符号的异常霍尔电导率常数在Al或Ga取代的样品。这种温度依赖性可能反映了自旋轨道耦合强度随温度的变化，这可能对螺旋和skyrmion状态产生重大影响。总的来说，我们观察到一个连续的演变的磁性和电荷输运性质，通过积极的负压力
2017-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Broadband Infrared Study of Pressure-Tunable Fano Resonance and Metallization Transition in 2H-MoTe2
高压是一种被证明有效的工具，用于调制半导体过渡金属二硫属化物的层间相互作用，这导致显着的能带结构的变化。在这里，我们提出了一个扩展的2 H-MoTe 2，这表明，在13-15 GPa的金属化过程是不相关的间接带隙闭合，发生在24 GPa的压力诱导的超导体到金属的转变的红外研究。一个连贯的图片绘制的n型掺杂水平略低于导带最小值发挥了至关重要的作用，在早期的金属化过渡。掺杂水平也负责E1 u红外活性模式的不对称Fano线形，这在这里已被检测到并分析了第一次在过渡金属二硫属化物化合物。压力下的声子分布的压力演化显示在13-15 GPa的压力范围内，这与金属化同时发生的对称化，并证实了2 H-MoTe 2的高压行为提出的方案。
2021-10-31 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
