中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（SHMFF）是国家“十一五”重大科技基础设施，由中国科学院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学联合承建攻关。装置于2008年启动建设，2017年通过国家验收。验收专家组一致认为，SHMFF“磁体技术和综合性能达到国际领先水平”，标志... 更多简介 +
近日，中国科学院合肥物质院强磁场科学中心陆轻铀教授团队利用稳态强磁场装置（SHMFF）自研的低温强磁场磁力显微镜（MFM）在磁斯格明子精准调控方面取得重要进展，相关成果以 “Giant Tunability of Individual Magnetic Skyrmion Size via an Oscillating Local Magnetic Field” 为题，发表于Rare Metals并入选期刊封面。
磁斯格明子是一类具有拓扑保护的新型磁结构，兼具尺寸小、稳定性高和易驱动等优势，被认为是下一代低功耗存储与信息处理器件的重要候选。如何在室温下实现对单个斯格明子高精度、可寻址、可重复的操控，是该领域关键挑战。
研究团队利用磁力显微镜产生的局域振荡磁场，在人工构筑的磁性多层纳米点阵中，不仅实现选定斯格明子的可控写入与删除，还实现了其尺寸的连续分步调节。斯格明子尺寸可由数百纳米连续缩小至数十纳米，近一个量级变化，显示出极强调控能力。更重要的，这种动态局域磁场还能进一步降低斯格明子可稳定存在的临界尺寸阈值，使更小尺寸斯格明子稳定存在。为揭示其物理机制，团队结合微磁学模拟进一步揭示，振荡局域磁场会对斯格明子构型产生动态扰动与局域形变，从而有效削弱薄膜缺陷和晶粒无序导致的钉扎效应，降低尺寸调控过程中的能垒，提升调控效率与精度。这一结果说明，周期性局域磁场不仅能够实现静态磁场难以达到的细致操控，还为通过非平衡方式调制拓扑磁结构提供了新的思路。
在此基础上，团队还实现了对斯格明子晶格中多个单元的逐一独立操控，证明该方法具有良好的可寻址性和选择性。实验中，被选中的目标斯格明子能够被单独调节，体现出局域磁场操控在多比特信息单元精确写入中的潜在优势。该成果表明，局域振荡磁场为单个磁斯格明子的精准调控提供了一条新的可行路线。相较于传统电流驱动方案，这种方法具有能耗低、操控精度高、避免非期望位移等优势，在斯格明子存储、逻辑器件及新型信息处理架构中具有广阔的应用前景。
该研究不仅加深了对拓扑自旋织构动态调控机制的理解，也推动磁斯格明子从基础研究走向器件应用。相关设计与方法已申请专利：一种基于微纳谐振器的磁头及其控制方法（CN 120823858 A）。
强磁场科学中心冯启元副研究员、陆轻铀教授和南京师范大学马付胜教授为论文共同通讯作者。该项研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/rar2.70080
左图：磁斯格明子的可寻址精确操控。
右图：研究成果期刊封面（本文入选期刊封面）
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