本報訊(記者朱漢斌 通訊員馬明霞 夏靜)記者從香港中文大學(深圳)獲悉,由該校、清華大學、美國阿貢國家實驗室等單位組成的國際團隊,從實驗上首次直接觀測到了磁性薄膜中的斯格明子霍爾效應,並揭示了其與傳統電荷霍爾效應的相似性。相關研究近日在線發表於《自然—物理學》。
磁性斯格明子是一種具有準粒子特性的拓撲自旋構形,可存在於具有螺旋交換作用的磁體中。理論預言電流驅動的磁性斯格明子會表現出霍爾效應的動力學行為,但實驗上還未能觀察到該現象。
研究人員採用微磁學模擬以及磁光克爾顯微鏡成像技術,在室溫下成功地觀測到了拓撲電荷的霍爾效應。與傳統電荷在磁場中的霍爾效應類似,該研究表明由於受到拓撲馬格納斯力的影響,拓撲電荷會聚集在樣品的側邊,從而展示出宏觀的斯格明子霍爾效應。
與中心反演對稱破缺的手性塊體材料不同的是,此結果是利用界面的反演對稱性破缺,強的自旋軌道耦合,在非磁性重金屬/超薄鐵磁體/絕緣體異質結這一低維人工磁性系統中實現的。研究人員表示,斯格明子霍爾效應的成功觀察將會為這個新興領域創造新的契機。
《中國科學報》 (2016-09-28 第4版 綜合)