北理工團(tuán)隊在應(yīng)變梯度調(diào)控磁疇中取得重要進(jìn)展
發(fā)布日期：2025-06-04 供稿：宇航學(xué)院 王學(xué)云 攝影：王學(xué)云
編輯：趙亞康 審核：武志文 閱讀次數(shù)：
近日，北京理工大學(xué)洪家旺，王學(xué)云團(tuán)隊在應(yīng)變梯度調(diào)控磁疇研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“Strain Gradient Induced Skyrmion in a van der Waals Magnet by Wrinkling”為題，在國際權(quán)威期刊Advanced Materials上發(fā)表。該團(tuán)隊針對傳統(tǒng)磁場和電流生成的磁斯格明子的應(yīng)用受限的現(xiàn)狀，開發(fā)了一種基于應(yīng)變梯度的力學(xué)調(diào)控磁疇新策略，通過褶皺引入應(yīng)變梯度，在范德瓦爾斯磁性材料中實現(xiàn)了力學(xué)對磁微觀結(jié)構(gòu)的非對稱性調(diào)控，并提出一種無需外場的生成斯格明子的新方法。理論模擬表明，褶皺峰的兩側(cè)相反的面內(nèi)應(yīng)變梯度雖然具有C2對稱性，但通過和垂直磁各向異性以及Dzyaloshinskii–Moriya相互作用之間的耦合，可對疇結(jié)構(gòu)進(jìn)行非對稱的調(diào)控，從而實現(xiàn)磁疇的非對稱性演化和斯格明子的生成。該成果不僅闡明了力學(xué)荷載影響磁性微結(jié)構(gòu)的微觀機(jī)制，更為開發(fā)無需外場驅(qū)動、可集成于柔性器件的斯格明子存儲技術(shù)提供了新的方案。
圖1 褶皺Fe3GaTe2納米片中的磁疇演化
宇航學(xué)院2022級博士生靳帥沼和2024級碩士生劉宇佳為該論文的共同第一作者，洪家旺和王學(xué)云為該論文的通訊作者，北京理工大學(xué)為論文第一單位。該工作得到了國家自然科學(xué)基金，國家重點研發(fā)計劃，北京市自然科學(xué)基金等項目的支持。
先進(jìn)材料力學(xué)實驗室由洪家旺（負(fù)責(zé)人）、王學(xué)云、朱博南、趙穎濤、侯澤偉組成，圍繞先進(jìn)功能材料和結(jié)構(gòu)中的力、電、磁、熱、光等多物理場耦合行為，利用國家大科學(xué)裝置、人工智能等技術(shù)，在智能材料設(shè)計與優(yōu)化、智能材料制備與表征、智能超材料力學(xué)等方向開展前沿交叉與基礎(chǔ)應(yīng)用研究。實驗室牽頭建設(shè)北京理工大學(xué)“量子材料力學(xué)”青年科學(xué)家工作室，發(fā)表包含Science, Nature，JMPS，PRL等在內(nèi)的論文160余篇。課題組承擔(dān)科技部重點研發(fā)課題、國家自然科學(xué)基金、基礎(chǔ)加強技術(shù)領(lǐng)域基金等十余項國家級項目。
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