华北理工小大教，2023尾篇Nature！ – 质料牛

发布时间：2025-08-29 04:34:14 来源： 作者：今日焦点

一、华北【导读】

Hopfion（霍普妇子）是理工料牛一种特定的纽结多少多挨算，一种三维拓扑孤子，教尾那类拓扑挨算由奥天时数教家海果茨·霍普妇（Heinz Hopf）于1931年头度提出。华北磁性斯格明子战霍普妇子是理工料牛拓扑孤子，它们是教尾局域性劣秀的场组开。由于其配合的华北类粒子性量，正在过去十年中受到了至关大的理工料牛闭注，那使它们成为自旋电子操做的教尾有前途的候选者。斯格明子是华北一种远似漩涡状弦挨算的两维孤子，可能脱透部份样本。理工料牛霍普妇子是教尾限度正在磁性样本体积内的三维孤子，正在最简朴的华北情景下可能被感应是呈环形的闭开扭直斯格明子串。尽管对于磁性斯格明子妨碍了普遍的理工料牛钻研，但直接不雅审核磁性霍普妇子是教尾具备挑战性的，而且仅正在分解质料中有报道。

二、【功能掠影】

远日，华北理工小大教郑风珊教授（一做兼通讯）、德国于利希钻研中间Nikolai S. Kiselev教授战瑞典乌普萨推小大教Filipp N. Rybakov教授等人世接不雅审核晶体中的霍普妇子。正在魔难魔难中，钻研职员操做透射电子隐微镜不雅审核了正在B20型FeGe板中组成与斯格明子串耦开态的霍普妇子。随后钻研职员提供了一个核化那类霍普妇子环的妄想，操做洛伦兹成像战电子齐息术对于其妨碍了验证。本下场具备下度的可一再性，而且与微磁模拟残缺不同。本钻研提供了一个统一的斯格明子—霍普妇子同调分类，并深入体味了三维足性磁体中拓扑孤子的多样性。该论文以题为“Hopfion rings in a cubic chiral magnet”宣告正在驰誉期刊Nature上。

三、【数据概览】

图1  多少多受限FeGe样品中斯格明子串上的霍普妇子环© 2023 Springer Nature

图2  霍普妇子环随着中减磁场删减的修正© 2023 Springer Nature

图3  带有霍普妇子环的配合磁态© 2023 Springer Nature

图4  带有霍普妇子环的磁性织构的微磁模拟© 2023 Springer Nature

四、【功能开辟】

正在本钻研中，霍普妇子环的小大小比仄里内样本的小大小小良多，而且霍普妇子环可能正在至少两个空间维度上挪移。正在较薄的样本中，做者推测霍普妇子环也可能正在第三空间维度上沿着斯格明子串挪移并相互熏染感动。凭证典型场论的同样艰深道理，可能清晰斯格明子串的Hopf电荷会受到斯格明子的纵背扭直战斯格明子扭直的影响。本收现为钻研霍普妇子环的能源教战传输特色斥天了广漠广漠豪爽的远景，并将正在自旋电子教、神经形态合计战其余足艺中患上到真践操做。

文献链接：Hopfion rings in a cubic chiral magnet (Nature 2023, 623, 718-723)

本文由小大兵哥供稿。

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