磁性 skyrmion是具有手性自旋的纳米磁畴结构。它具有拓扑保护、低驱动电流密度、磁场、电场和温度的多物理调节等特点。它是未来高密度、高速、低能耗信息存储设备的核心和理想存储单元。开发性能更优异的新型磁性材料是磁电子学领域的研究热点，也是推动磁信号
M05集团、中科院物理研究所/北京凝聚态物理研究中心磁学国家重点实验室、，长期从事新型磁性功能材料的探索和物理性能研究，先后开发了多种新型磁性sigmingon材料体系。例如，2016年，在六方mnniga合金中，获得了在室温范围内具有宽温度范围的双涡旋磁stigminon[]；2017年，在Kagome晶格阻挫磁性合金fe3sn2中，观察到居里温度最高的多拓扑磁stigminon[]；2018年，利用聚焦离子束和微纳处理技术，制备了单链磁性sigmingon器件【见科研进展：实现创纪录的高温稳定单链磁性sigmingon器件】，最后，我们观察到单个磁性sigmingon的电流驱动手性反转[]。同时，总结了在中心对称晶体结构材料中获得磁sigmingons的两个必要条件：中等磁单轴各向异性和磁结构不稳定性。这两种室温新材料体系的发现和自旋拓扑态调控的研究为推动磁存储器件的应用提供了物质和理论支持
基于上述研究思路，最近，博士生丁蓓，研究组博士生李泽芳、研究员王文红与A01组副研究员姚元合作研究二维磁性材料fe3gete2(FGT公司)首次观察到Bloch型磁schlemmings的自旋结构。如图1所示，fe3gete2由F组成e(二)
由Ge原子和F形成的六方环e(一)原子形成的三角形结构构成层内双层结构，两层碲原子穿插在层间，将fe/fege/fe层分开。采用温度振荡化学气相传输法和共溶剂法生长了高质量的FGT单晶样品。详细的磁性测量表明，该材料在居里温度（tc～150k）以下表现出中等的磁晶各向异性，其磁性结构不稳定。然后，利用洛伦兹透射电子显微镜观察到，在FGT单晶片样品中，随着外加垂直磁场的增加，条形磁畴逐渐缩小，形成磁sigmingon拓扑畴结构（见图2）。通过场致冷实验，调节了磁sigmingon的密度，实现了零磁场、高密度的磁sigmingon晶格结构。由于磁性stigminos的拓扑稳定性，它们可以以不同的倾角存在于现场冷却控制中（见图3）。结合微磁模拟，进一步证实了该材料中的磁性stigminos是以布洛赫磁矩
排列的，特别值得指出的是，二维范德瓦尔斯磁性材料具有易于解理和转移的优点，可以在几层甚至单层中保持长程磁有序。它们在纳米微电子器件中具有很大的应用价值。因此，本工作将磁性sigmingons的研究扩展到二维磁性材料，这不仅有助于促进磁性sigmingon材料的仪器化，而且为深入研究磁性sigmingons的拓扑自旋结构提供了一个新的候选材料体系
相关研究内容为；范德瓦尔斯铁磁体Fe3GeTe2中磁Skyrmion气泡的观察；以nano letters出版。这项工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金和北京市自然科学基金相关工作环节的支持
图1.二维 **Fe3Get2 ** (FGT公司)单晶的晶体结构和磁性。( a)层间范德华间隙双层结构示意图。( b) 分别从AC和ab两个平面观察到单层FGT晶体结构示意图。( c)X射线衍射图。图示为光学照片和劳厄衍射图，表明所看到的晶面为ab面。(de)
[]和[]方向的高分辨率stem HAADF图像。图中显示了双层te原子和F原子的堆叠结构e(二) -锗层的六角形环。( f) 居里温度下，ZFC和FC在h//ab平面和h//c轴上测得的磁热曲线不一致，表明FGT单晶具有不稳定的磁结构。图中显示了t=10k 时的磁化曲线，表明FGT单晶具有中等的磁晶各向异性
图2. (一- d)零场冷却后不同温度下磁畴的焦洛仑兹照片；( a) 图中的选区电子衍射显示样品表面为ab晶面。当温度低于130K时，带状畴自发出现，并随着温度的降低而变得更加明显；(e- f) 110k外加磁场下条纹畴演化的焦洛伦兹照片；( e)图示显示了所施加磁场的方向，垂直于AB晶面。随着垂直磁场的增加，条纹畴( e) 逐渐转变为磁信号(f- g)最终形成铁磁状态( h)刻度为500nm
图3. (一- d)不同倾角的现场冷却(600度e)对照组，在93k下磁信号的洛伦兹聚焦照片下。[图示显示倾斜方向( a) α=- 20°,( b) α= 0°,( c) α= +20°和( d) β=- 10°】。(ef) 磁信号的欠聚焦和过聚焦洛伦兹图像是在93k和零场下拍摄的。刻度为200nm。( g)结合体( e)和( f)图tie处理后磁性sigmingon晶格的面内自旋结构。( h)单个磁信号的平面内自旋结构：每个点的磁化方向，如右下角的字符轮所示；磁性sigmingon的磁矩呈漩涡状排列，说明它是Bloch型磁性sigmingon
编者：Mi laomao