北理工团队在应变梯度调控磁畴中取得重要进展

近日，北京理工大学洪家旺与王学云研究团队在应变梯度调控磁畴领域取得突破性进展。研究成果以“Strain Gradient Induced Skyrmion in a van der Waals Magnet by Wrinkling”为题，在国际著名期刊Advanced Materials上发表。面对传统磁场和电流方法在生成磁斯格明子方面存在的局限，该团队提出了一种基于应变梯度的全新力学调控策略。通过引入褶皱结构产生的应变梯度，实现了对范德瓦尔斯磁性材料中磁微观结构的非对称调控，并创新性地提出了一种无需外加场即可生成斯格明子的方法。理论模拟结果显示，尽管褶皱峰两侧存在具有C2对称性的相反面内应变梯度，但通过其与垂直磁各向异性及Dzyaloshinskii–Moriya相互作用的耦合效应，能够实现对磁畴结构的非对称调控，从而诱导磁畴演化并形成斯格明子。这项研究不仅揭示了力学载荷影响磁性微结构的内在机制，还为开发无须外场驱动、适用于柔性器件的斯格明子存储技术提供了新思路。

图1 褶皱Fe3GaTe2纳米片中的磁畴演化过程

本论文的共同第一作者为宇航学院2022级博士研究生靳帅沼与2024级硕士研究生刘宇佳，洪家旺与王学云担任通讯作者，北京理工大学为第一完成单位。该项目获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划以及北京市自然科学基金等项目的资助。

先进材料力学实验室由洪家旺（首席）、王学云、朱博南、赵颖涛、侯泽伟组成，致力于研究先进功能材料与结构中力、电、磁、热、光等多物理场耦合行为。实验室依托国家大科学装置和人工智能技术，开展智能材料设计优化、制备表征及超材料力学等前沿交叉研究。实验室主导建设了北京理工大学“量子材料力学”青年科学家工作室，累计在Science、Nature、JMPS、PRL等顶级期刊发表论文160余篇。课题组承担了包括科技部重点研发课题、国家自然科学基金、基础加强技术领域基金在内的十余项国家级科研项目。