科学家实现碲化锰中纳米级电磁成像与控制

近日，英国诺丁汉大学的P. Wadley及其研究团队取得一项新进展。他们实现了碲化锰中纳米级电磁成像与控制。相关研究成果已于2024年12月11日在国际权威学术期刊《自然》上发表。

据悉，纳米尺度上磁序的检测与控制，是涉及磁性的凝聚态研究和器件功能化的基础。其关键原理在于打破时间反演对称性，这一特性在铁磁体中由内部磁化产生。然而，净磁化的存在限制了器件的可扩展性，以及与超导体、拓扑绝缘体等相位的兼容性。近期，反铁磁体作为解决这些限制的一种方案被提出，因为它兼具铁磁体打破时间反演对称性的特性，同时其净磁化类似反铁磁体而消失。迄今为止，反铁磁序是通过空间平均探测来推断的。

本文展示了碲化锰（MnTe）中反铁磁态的纳米尺度成像，涵盖了从100纳米尺度的涡旋和畴壁到10微米尺度的单畴状态。研究人员将X射线磁圆二色性的时间反演对称性破缺敏感性，与磁线二色性和光发射电子显微镜相结合，实现了对局部反铁磁序矢量的映射。

通过使用微结构图案化和磁场中的热循环，研究人员实现了多种自旋配置的施加。对反铁磁自旋配置的检测和控制形成，为未来在理论上预测的反铁磁研究领域进行实验研究铺平了道路，这些研究包括非传统自旋极化现象、反铁磁与超导和拓扑相位的相互作用，以及高度可扩展的数字和神经形态自旋电子器件。