湘大薛雄雄副教授在国际权威学术期刊发表研究论文

湖南日报·新湖南客户端11月4日（通讯员 杨琪）近日，湘潭大学物理与光电工程学院薛雄雄副教授课题组在二维多铁材料拓扑自旋态电控领域取得研究进展。相关研究成果以《多极化调控Dzyaloshinski-Moriya相互作用实现极化依赖的拓扑相重构》为题，刊发于纳米领域国际权威期刊《Nano Letters》。学院硕士研究生苏昊明为论文第一作者，薛雄雄为通讯作者，湖南大学唐黎明教授、陈克求教授与新加坡科技设计大学Ang Yee Sin 教授共同参与了本项研究，湘潭大学为论文第一完成单位、唯一通讯单位。

磁性斯格明子等拓扑自旋织构受拓扑保护，是下一代高密度、低功耗信息存储器件的理想信息单元，而Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）决定自旋旋转的手性。传统电场调控通常只能使DMI反号（D→−D），或在中心对称反铁电态中抑制DMI（D→0），维度有限。针对上述问题，团队以单层多铁材料CuCrP₂Se₆为研究对象，结合第一性原理计算与原子自旋模拟，发现该体系可在向上铁电、反铁电与向下铁电三种极化态之间可逆切换：铁电态中均匀的手性 DMI 稳定拓扑荷Q=−1的Néel型斯格明子，极化翻转仅反转其螺旋度而拓扑荷不变；非中心对称反铁电态中局域DMI在长程上相互抵消、全局手性丧失，稳定拓扑荷Q=0的拓扑平庸磁泡。

该工作在传统铁电体系的DMI反号与中心对称反铁电体系的 DMI 抑制之外，提出了依托非中心对称反铁电态的第三种调控模式：极化构型通过改变磁性子晶格之间的对称性关联重构 DMI 矢量场，使同一材料在拓扑非平庸斯格明子与拓扑平庸磁泡之间可逆切换，并伴随手性的电场切换。这一发现为低功耗、非易失的拓扑自旋电子器件提供了新的设计原理，也为二维多铁材料中磁拓扑结构的多场调控开辟了新途径。

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来源：湖南日报·新湖南客户端

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