近日，中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心科研人員與韓國(guó)科研人員聯(lián)手，在新一代磁記憶的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備研究中獲得突破性進(jìn)展，在國(guó)際上首次在氧化物薄膜中直接觀測(cè)到斯格明子。據(jù)介紹， 斯格明子被普遍認(rèn)為是未來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(類似于內(nèi)存、硬盤)的理想材料。

這一國(guó)際合作的科研成果，近日發(fā)表在國(guó)際著名期刊Nature Materials上。

高密度、快速、低成本的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是當(dāng)今信息革命最重要的基礎(chǔ)之一。在過(guò)去的50年里，由于磁存儲(chǔ)設(shè)備的快速發(fā)展，硬盤驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。

然而，目前由于個(gè)人電子設(shè)備的快速發(fā)展和大數(shù)據(jù)分析的需要，當(dāng)前主要基于硅微電子和磁隧道結(jié)的磁存儲(chǔ)器件越來(lái)越無(wú)法滿足人們?cè)诖鎯?chǔ)密度和速度上的需要。因此，材料科學(xué)家和凝聚態(tài)物理學(xué)家總是渴望為下一代磁記憶設(shè)備尋找新的磁系統(tǒng)。

磁性斯格明子是一種有著粒子性質(zhì)的自旋保護(hù)結(jié)構(gòu)，其尺寸可以小到甚至只有幾納米，有著拓?fù)浔Ｗo(hù)的穩(wěn)定性，并且能被極低功率的自旋極化電流所驅(qū)動(dòng)。由于這些引人注目的特性，磁性斯格明子被普遍認(rèn)為可能成為下一代磁存儲(chǔ)器件中的理想數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。

來(lái)自韓國(guó)關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)研究中心的Noh等人制備出一種氧化物薄膜，通過(guò)霍爾測(cè)量可以預(yù)測(cè)系統(tǒng)中可能存在有斯格明子。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，一個(gè)直接的微觀成像研究就顯得尤為重要。

中科院強(qiáng)磁場(chǎng)中心的陸輕鈾課題組首先將樣品零場(chǎng)冷到4.5K，利用自主研發(fā)的該高靈敏磁力顯微鏡，直接觀測(cè)到了該系統(tǒng)中的斯格明子， 這也是首次在氧化物薄膜中觀測(cè)到斯格明子。同時(shí)，也測(cè)量出該體系中斯格明子的尺寸分布，密度變化，及其微觀動(dòng)力學(xué)行為。

另悉，該自主研發(fā)的高靈敏磁力顯微鏡，可在4.5K-300K和18/20T 磁場(chǎng)下對(duì)微觀磁結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控與成像，可對(duì)3um小樣品進(jìn)行精準(zhǔn)定位與測(cè)量，并能對(duì)3-5層的少數(shù)原子或單胞層磁性樣品實(shí)現(xiàn)磁結(jié)構(gòu)成像，這是國(guó)際上迄今達(dá)到的最高水平。