单个斯格明子的产生或者湮灭对应磁阻的跳跃

　　近日，中科院强磁场科学中心研究员田明亮课题组在斯格明子（Skyrmions，简称S）材料研究中取得新进展：该课题组在国际上首次利用传统电学方法探测到单个斯格明子的产生与湮灭过程。7月6日，课题组杜海峰博士的论文以《螺旋磁体MnSi纳米线中磁场驱动的Skyrmion团簇态的量子转变的电探测》为题发表在国际著名期刊《自然/通信》上。

　　斯格明子是一种具有特殊结构的粒子。在普通粒子中，原子所带电荷都集中在一侧，但在斯格明子中，电荷以涡旋状稳定排列。电荷可被移动重组，但涡旋结构不会改变。科研人员相信，利用斯格明子独特的涡旋结构，可以实现数据存储的微型化。

　　除此之外，斯格明子还具有能耗超小的特点。“可以想象，由包含S相磁性材料制成的自旋电子学器件将具有非常小的能耗，在未来低能耗自旋器件的应用中具有极大潜力。”科研人员表示，而想要实现这一点，首先需要对单个斯格明子产生与湮灭过程进行电探测。然而这并非易事——对于大块材料，S 晶格中单个斯格明子的产生和湮灭在能量上区别很小。

　　为此，田明亮研究小组与美国霍普金斯大学臧佳栋博士以及威斯康星大学麦迪逊分校金松教授在材料的制备以及理论模拟方面进行了有效合作研究。团队以一维MnSi纳米线为研究对象，在国际上首次确定了在一维纳米体系中存在高度稳定的斯格明子态，随后进一步减小纳米线的尺寸，当纳米线的尺寸和单个斯格明子的大小相当时，在磁阻曲线上观察到系列不连续的台阶。理论计算表明，这些不连续跳变严格对应单个斯格明子的产生以及湮灭过程。

　　（原载于《中国科学报》 2015-07-13 第6版 进展)