突破性發(fā)現(xiàn)！華南理工大學(xué)學(xué)者首次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)磁霍普夫子

突破性發(fā)現(xiàn)！華南理工大學(xué)學(xué)者首次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)磁霍普夫子

突破性發(fā)現(xiàn)！華南理工大學(xué)鄭風(fēng)珊教授聯(lián)合德國(guó)于利希研究中心Nikolai S. Kiselev博士和瑞典烏普薩拉大學(xué)Filipp N. Rybakov博士等學(xué)者，共同在晶體中直接觀察到磁霍普夫子（Hopfion）。相關(guān)成果以“Hopfion rings in a cubic chiral magnet”為題發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）上。

其中，鄭風(fēng)珊教授為通訊作者兼第一作者，Nikolai S. Kiselev和Filipp N. Rybakov為共同通訊作者；華南理工大學(xué)為第一完成單位。

霍普夫子以德國(guó)數(shù)學(xué)家海因茨霍普夫（Heinz Hopf）的名字命名，其概念由來(lái)可追溯到由英國(guó)物理學(xué)家托尼斯凱爾姆（Tony Skyrme）在1962年首次提出的“拓?fù)涔伦印薄?009年，科學(xué)家首次在磁體中發(fā)現(xiàn)了拓?fù)涔伦?，為了紀(jì)念 Skyrme，將其稱為Skyrmion（斯格明子）。

一般認(rèn)為，磁斯格明子是由電子自旋在空間上構(gòu)成的一類二維旋渦狀結(jié)構(gòu)，從樣品上表面貫穿到下表面，形成了斯格明子弦（String）。理論上，如果把兩個(gè)末端連接起來(lái)，會(huì)進(jìn)一步形成一類三維拓?fù)浯殴伦印呕羝辗蜃?。此前，?shí)驗(yàn)上尚未發(fā)現(xiàn)強(qiáng)有力的證據(jù)表明磁霍普夫子的存在。

該聯(lián)合團(tuán)隊(duì)利用了透射電子顯微鏡磁成像技術(shù)和微磁學(xué)計(jì)算，在立方鐵鍺合金中觀察到了與斯格明子弦耦合的霍普夫子，并提供了誘導(dǎo)產(chǎn)生這類霍普夫子的實(shí)驗(yàn)方法，取得了高度可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外研究也提供了統(tǒng)一的斯格明子霍普夫子的同倫（homotopy）分類，并深入探討了手性磁體中拓?fù)涔伦拥亩鄻有?。這一突破性發(fā)現(xiàn)為未來(lái)磁性材料、自旋電子學(xué)和非傳統(tǒng)計(jì)算等領(lǐng)域的發(fā)展提供新思路，也為新型功能器件的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供了有力支持。（總臺(tái)記者 鄭澍 趙菁）

來(lái)源：央視新聞客戶端