2024 Park AFM
奖学金获得者
2024年度Park AFM奖学金第四位获奖人是中国人民大学物理学院低维量子材料与扫描探针显微学课题组的在读博士研究生米烁博士，其导师是程志海教授。目前的主要研究方向为二维材料的电学和磁学性质的原子力显微镜研究。在校期间，参与中国人民大学“求是学术-栋梁”项目，以第一作者在Nano Letters，Nanoscale等期刊发表论文3篇。
Park AFM
米烁博士的最新研究成果“Real-space topology-engineering of skyrmionic spin textures in a van der Waals ferromagnet Fe3GaTe2” (DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c04031)发表在《Nano Letters》期刊上。
在这项研究中，米博士利用Park AFM NX10的MFM技术，在Fe3GaTe2材料中成功实现了对skyrmions操纵，并取得了较高的操控精度。通过调控MFM探针尖端的杂散场，成功实现了skyrmion的可控形成与擦除的过程，并首创构建了具有相反拓扑电荷（S = ±1）的skyrmion共存态，即拓扑skyrmion结（TSJ）。这一技术有望为基于skyrmion的存储设备引入全新的二进制位表示方法，为自旋电子学领域的发展注入新的活力。
获奖者采访
1.Park: 请总结一下您的研究，并解释它为什么很重要？
米博士：拓扑磁性结构作为未来自旋电子器件的有前景候选者，展现出独特的性能，有望颠覆信息存储与处理领域。其中，磁性skyrmions因其优越的稳定性、小尺寸以及对外部操控具有可调响应而被广泛应用于不同的自旋电子器件，包括轨道存储器、逻辑门和神经形态计算等领域。尽管已有多种宏观方法（例如施加外部刺激，包括应变、电场、热效应及激光脉冲等）被用于调节skyrmions的性质，但使用微观方法对不同拓扑荷电荷的拓扑孤子进行操控仍未得到充分探索。如果能够实现对局域拓扑电荷的调控，就可以构建出特殊的skyrmions异质结构，从而推动自旋电子学的发展。
2. Park: 请叙述下您的研究将会如何被使用?
米博士：本研究首次通过MFM技术成功构建了具有相反拓扑电荷（S = ±1）的skyrmion共存态，这一发现为未来开发具备二进制存储和高效传输功能的存储器件提供了新的设计思路。研究者可以基于这一技术，进一步推动新型存储器件的开发，特别是那些利用拓扑磁性结构的存储技术。
3. Park: 请问Park AFM的哪些特性对您的研究最有帮助？
米博士：磁力显微镜(MFM)可以精确检测样品表面的磁畴分布，广泛用于表征各种材料在纳米尺度上的磁性特性。在测量中，可通过两次扫描获得磁性和形貌信息：第一次扫描使用非接触模式来检测样品的表面形貌；第二次扫描让磁性探针抬起一定的高度，并按样品表面起伏轨迹，通过测量悬臂振荡的振幅和相位来生成MFM图像，在磁信号的获取中消除了表面形貌的影响。在本工作中，在第一次扫形貌时通过调节setpoint值增加磁性针尖对样品的影响，利用针尖的杂散场对样品本身的磁性结构进行切割，同时在第二次扫描中获取切割后的信号，由此实现迷宫畴到skyrmion状态的变化。
4. Park: 为什么Park原子力显微镜对您的研究至关重要？
米博士：Park原子力显微镜在研究中非常关键，因为它为我们提供了高精度的磁性表征技术。MFM技术能够在纳米尺度上无损地获取样品表面的磁性结构图像，为研究磁性skyrmions的形成、操控及相互作用提供了重要的实验工具。通过MFM技术，我们能够对不同拓扑电荷的skyrmion进行定制和操控，这对于探索自旋电子器件的发展具有重要意义。
*** 以下中文介绍内容来自中国人民大学大学物理学院网。
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