不同拓扑自旋纹理之间的转换

Skyrmions和bimerons是具有不对称交换相互作用的磁性薄膜中的基本拓扑自旋纹理，它们可用作下一代低能耗存储器、高级神经形态计算和高级量子计算的信息载体。它们具有多个可以携带信息的自由度。

孤立的skyrmions和bimerons之间的转换将是未来基于多个不同拓扑位的计算架构的基本操作。因此，社区找到有效的方法来实现磁性材料中skyrmions和bimerons的创造、转化和操纵是很重要的。

在最近发表在NanoLetters上的一项研究中，由XiaoxiLiu领导的小组在实验和模拟中证明，在一个由载流和欧米茄形微线圈包围的磁盘中，可以产生孤立的斯格明子并随后将它们转化为双分子体，其中电流引起的奥斯特场和温度引起的垂直磁各向异性变化在skyrmions和bimerons之间的转变中起重要作用。

研究人员发现，注入微线圈的电流可以产生奥斯特场，从而在平面外方向切换磁盘的磁化。同时，注入微线圈的电流会使磁盘发热，导致器件温度升高。

结果，在磁盘中实现了由温度引起的磁各向异性降低，这导致磁化从面外方向重新定向到面内方向，从而促进了从skyrmions到bimerons的转变。研究人员还在skyrmions和bimerons之间的转变过程中发现了变形的skyrmion气泡和手性迷宫域。

研究人员的结果证明了两种不同类型的拓扑自旋纹理可以由具有不对称交换相互作用的同一磁性薄膜承载的可能性，这可能为基于不同类型的拓扑自旋纹理构建新型自旋电子应用提供指导。

“我们的实验首次阐明了不同拓扑自旋纹理之间的转换，”刘解释说。他还提到，“Skyrmions和bimerons是下一代内存和高级计算架构的两个最重要的信息载体。我们的研究具有基本的物理意义。它对未来的数据存储和计算社区也很重要。”

研究人员将尝试研究基于不同类型拓扑自旋纹理转换的磁性和自旋电子器件应用。一个例子是基于skyrmions和bimerons的电压门控自旋电子器件。“我们的最终目标是将拓扑自旋纹理应用于低能耗、高密度内存和先进的神经形态计算，”刘说。

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