近日，我系徐长松课题组和加州大学伯克利Ramamoorthy Ramesh课题组合作，在Fe₃GaTe₂的磁性作用研究中取得进展。相关成果以“Spin disorder control of topological spin texture”为题，于2024年5月7日发表在Nature Communications上。

层状磁性材料中稳定的拓扑自旋结构具有推动低维自旋电子学器件发展的潜力。然而，在二维磁性材料中,可靠和灵活地操控拓扑自旋结构仍然具有挑战性。本文通过引入磁性插层原子来调控层状铁磁材料Fe₃GaTe₂的自旋构型，实现了对有序-无序斯格明子跃迁的直接观测，以及室温下非平庸拓扑孤子(如skyrmionium和skyrmiion袋)的观测。此外，通过理论计算也揭示有无插层原子的磁相互作用，并且模拟仿真了磁相分离的现象，进一步证实了随机自旋控制对非平庸拓扑自旋结构的影响。

相关研究发表于Nature Communications 15, 3828 (2024)。加州大学伯克利张洪瑞、Yu-Tsun Shao、Xiang Chen和我系博士后张宾花为论文第一作者；张洪瑞、Xiang Chen，我系徐长松青年研究员和Ramamoorthy Ramesh为通讯作者。该工作获得了复旦大学物理系，计算物质科学教育部重点实验室，应用表面物理国家重点实验室，国家科技部，国家自然科学基金委，上海期智研究院等的大力支持与资助。徐长松课题组主要开展计算凝聚态物理（有效哈密顿量、多铁、磁性、斯格明子等）方面的研究。

图1：Fe₃GaTe₂-Fe^int的结构和磁表征。

图2：室温下自旋无序的效应。

图3：斯格明子。

图4：拓扑数和skyrmionium动力学的操控。