铁磁性Kagome金属Fe3Sn2中复杂磁结构的物理本质

近年来，以磁斯格明子为代表的新型拓扑磁结构的发现，有望为自旋电子学器件的构建提供新思路。磁泡虽是一类“古老”的柱状磁畴结构，但是其中一类具有与斯格明子相同的非平庸拓扑性，最近又重新获得了科学家们的广泛兴趣。在利用洛仑兹透射电镜观测磁纳米结构中磁泡的过程中,科学家们发现了多种复杂的磁涡旋结构（图1a）,这为器件数据载体提供了更多的选择。但是,这些复杂磁结构不能用传统磁泡理论来解释，这无疑限制了对其的进一步研究。

最近，中国科学院强磁场科学中心磁性功能材料与器件研究团队在《国家科学评论》(National Science Review，NSR)发表研究论文，阐明了Kagome金属磁泡材料Fe3Sn2中复杂磁结构源于其三维特性的物理本质。

研究表明传统洛仑兹电镜技术解析磁结构运用的TIE分析技术可能会带来显著的偏离。相对来说,透射电镜差分相位分析（DPC）方法是一类直接探测局域磁场的电镜观测技术，能够更精确地表征真实磁结构。利用该技术,研究团队首先获得了这些复杂磁结构更真实的特征（图1b）。进一步,研究团队模拟了磁泡的三维磁结构及其厚度方向积分的面内磁化分布（图2），发现三维厚度调制的类型I和类型II磁泡的面内磁化分布积分与DPC结果高度一致。

值得说明的是,以往透射电镜观测的磁结构多被看作二维磁畴，该研究成果表明三维磁结构亟需要被考虑来理解相关复杂磁结构。纳米结构中的三维磁畴近年来也越来越受到科学家们的重视，但三维磁结构的直接实验观测依旧充满挑战，该研究成果也从二维积分磁化的角度提供了三维磁畴实际存在的重要证据。

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文章链接：
Two-dimensional characterization of three-dimensional nanostructures of magnetic bubbles in Fe3Sn2
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa200

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