近日南京师范大学物科院马付胜教授课题组在拓扑磁学领域取得重要突破。相关成果以“Nano-engineering the evolution of skyrmion crystal in synthetic antiferromagnets”为题发表在物理领域国际顶级期刊Applied Physics Reviews，影响因子19.16。文章链接:https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0081455文章被选为Editor’s Pick进行重点推荐。南师物科院2020级博士生马莽原为文章的共同第一作者（排名第一），该校物科院马付胜教授和南洋理工大学游文祥教授、王骁教授为共同通讯作者，南京师范大学为第一通讯单位。
磁性材料中的自旋拓扑结构，如涡旋、磁泡、磁畴壁、麦纫、斯格明子等的出现对于磁存储以及自旋电子学的发展有着很重要影响。磁畴结构处于介观层次,是沟通微观世界和宏观世界的桥梁。因此深入研究磁性材料的拓扑磁结构与磁性能的关系，不但可以深入理解拓扑结构对材料物理性质的贡献,还可以通过调控材料的拓扑结构来改进材料的磁性,并在深层次理解拓扑结构的贡献。近年来，磁斯格明子(Magnetic Skyrmion)引起了广泛的关注，其拓扑稳定性，纳米尺寸，以及低电流可驱动性，在低能耗纳米自旋电子学器件方面展现了巨大的潜力。但是，如何对磁斯格明子的产生及其自旋形态演化进行按需调控依然是一个亟待解决的难题。
马付胜教授课题组与合作者在2020年提出了一种利用人工合成反铁磁异质结中的层间反铁磁交换相互作用产生有序磁斯格明子的机理Adv. Funct. Mater. 30(3), 1907140 (2020)。在该工作的基础上，结合纳米刻蚀技术，合作团队利用磁畴成像，光学测量以及磁电阻测量的方法对磁斯格明子自旋形态的演化进行了研究。研究发现通过控制磁化历史，可以实现不同自旋形态间的演化：铁磁态-磁斯格明子态-反铁磁态。另外，通过一种“磁冷却”方法可以实现在零磁场下的磁化多态；也可以实现一种磁控忆阻行为。相关结果可以用于研发一种基于磁斯格明子的自旋忆阻器，已提交发明专利，正在撰写文章。
马付胜教授课题组与合作者已在拓扑磁学领域取得了一系列有代表性的成果Adv. Funct. Mater. 30(3), 1907140 (2020)；Nano Lett. 20(1), 109-115 (2020); Nat. Commun. 12, 1909 (2021); Appl. Phys. Lett. 118, 112405 (2021); Appl. Phys. Rev. 9, 021404 (2022)。
该研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省特聘教授计划、江苏省“六大人才高峰”计划等经费资助。