德国BESSY II三维磁场实验揭示弱磁场调控磁织构机制

德国亥姆霍兹柏林中心(HZB)团队利用BESSY II同步辐射装置开展三维磁场实验，在磁性材料(Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P(简称FNPP)的磁织构调控研究中取得进展。研究显示，一个很小的外部面内磁场，就足以改变该材料中的磁条纹结构，为自旋电子学功能磁性材料的开发提供了新的实验依据。

FNPP是一种在室温下即可呈现复杂磁结构的磁性材料，因此受到自旋电子学研究关注。自旋电子学被认为有望用于更低能耗的数据处理和新型数据存储。不过，要实现应用，关键在于能否可控地产生并改变所需的磁结构，这仍是当前研究中的难点。

在此次研究中，Dr. Florin Radu团队使用BESSY II的软X射线和叠层相干衍射成像技术，对FNPP样品进行观测，并在特定空间方向施加外部磁场，实时获取材料内部磁织构变化。实验依托团队开发的矢量磁体VEKMAG完成。该装置可在三个空间方向产生最高1特斯拉的磁场，具备开展三维磁场条件下磁结构研究的能力。

论文第一作者Dr. Viktor Ukleev表示，实验观察到，当外部磁场不是垂直于磁条纹，而是平行于这些图案施加时，磁条纹畴可以被调控。更出乎研究人员预料的是，仅10毫特斯拉的弱磁场，就能够将手性条纹构型转变为非手性的扇形构型。

研究团队通过模型计算解释了这一现象。在FNPP中，不同磁相互作用相互竞争，从而形成复杂磁织构。其中一种相互作用近似各向同性，另一种重要相互作用则具有优先方向。实验表明，较弱的面内磁场可以在这些相互作用之间建立新的平衡，并由此改变条纹态。

研究人员认为，FNPP可作为从外部调控自旋织构的模型体系。此次结果有助于进一步理解复杂磁结构的可控机制，并推动面向自旋电子学的功能磁性材料研究。