(圖片來源:早稻田大學)
香港科技大學物理學系張銳博士、電子及計算機工程學系邵啟明博士,作為共同通訊作者參與了早稻田大學主導的磁性斯格明子研究。
團隊發現,斯格明子在結構化環境中可表現出不對稱擴散。在一個存在偏心不對稱柵隔(off-center asymmetric gate,OAG)、但兩部分連通的腔室內,當許多相互排斥的斯格明子進行熱擴散時,在有限時間內,它們更容易沿一個方向擴散。
理論模型顯示,這一機制並非僅僅源於 OAG 的不對稱結構,而源於結構化環境與斯格明子拓撲依賴性動力學之間的相互作用。當斯格明子接近腔壁時,腔壁會施加排斥力,由於斯格明子具有非平凡的拓撲結構,這種排斥力會引導它進行布朗運動。而由於 OAG 會使斯格明子在來源方向上接觸到腔室壁的不同部分,因此其運動會傾向於其中一個方向。相比之下,若使用置中且對稱的柵隔,模擬結果顯示斯格明子在兩側的擴散幾乎是對稱的。此外,合理的寬度才能導致不對稱擴散的出現。

團隊又發現,兩個擴散型斯格明子可以瞬時相互旋轉,形成一個短暫存在的雙斯格明子系統,湧現出一種旋轉動力學。
研究成果已刊於《npj Spintronics》。
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