可制造磁单极子的材料新组合

材料牛注：坡莫合金 + 超导点 → 类磁单极子、斯格迷子态，Sergio Valencia博士（HZB）的新发现，跟着小编一起来看看吧！

X-PEEM图像显示了覆有坡莫合金薄膜的超导点中磁畴的方向（虚线正方形内），其中左图是写入过程前，右图是写入过程后。在这一样品中可看到磁畴重新分布为磁单极的花样（右图中箭头所示）。

BESSY II的一个国际合作项目发现了一个刻录特殊磁场分布（如铁磁薄膜中的磁单极子）特征的新方法。这种非传统的磁畴方向可能为节能数据存储的设计开拓出新的道路。新材料系统由覆盖着极薄坡莫合金（铁镍导磁合金）膜的超导YBaCuO点规则阵列构成。短时的外加磁场使超导点内产生超电流。这些电流产生一个复杂的磁场分布，刻在其上的坡莫合金薄膜上。这一成果发表在Advanced Science上。

磁性图如单极或斯格迷子态（稳定旋涡）的物质是用于高效节能的快速数据存储器的理想选择。然而，获得并操纵这种磁结构并不是那么容易。HZB的Sergio Valencia博士和他的同事们在与巴塞罗那的材料科学研究所的合作研究中发现了一个有趣的新材料系统。该样品由超导YBaCuO点的规则阵列构成，直径约20μm且有不同的几何形状。Valencia和他的团队在这些微结构上覆盖了坡莫合金（磁性铁镍合金）薄膜。

复杂的磁性图

实验是在使YBaCuO成为超导态的低温下（50 K）进行的。为改变坡莫合金内的磁畴，在垂直于样品表面的方向施加了短时的外磁场。此外加磁场不足以使坡莫合金内的磁畴重新分布，从而使超导点内产生所谓的超电流。即使去除外加磁场，该超导电流仍然持续存在，并自己产生了复杂的磁场花样。

正是这种磁性图，使得顶层坡莫合金内磁畴重新分布。让所有磁畴重新分布为指向或远离共同中心的形式是完全可能的，类似于磁单极子。Valencia和他的同事们能通过BESSY II的X射线光电子发射显微镜（X-PEEM和XMCD）操控坡莫合金内的磁畴。

磁单极子和斯格迷子态

计算机模拟再次证明了坡莫合金薄膜内的磁性图是怎样通过与超导点的互动而形成的。选择不同的几何形状和阵列可以产生和控制大量的特殊磁性图，类似于磁单极子以及斯格米子态（一种稳定的漩涡）。Valencia说：“我对于推进这种模式小型化而使得其在磁存储器实现应用的可能性十分看好。更进一步的说，我们甚至有一些关于如何在室温下稳定这种磁性结构的想法。”

原文链接：New Combinations of Materials for Producing Magnetic Monopoles。

本文由材料人编辑部杨树提供素材，赵玲编译，点我加入编辑部。