客户成果 | 北航《Advanced Materials》新型体层间DMI效应稳定三维拓扑磁织构
发布时间：
2026-06-25
近日，北京航空航天大学赵巍胜教授、张悦教授、张昆副教授团队，再度斩获重要成果，首次实现了新型体层间DMI效应稳定三维拓扑磁织构，为三维磁振子电路的研究和应用提供了新的材料和理论基础，相关研究发表于国际知名期刊《Advanced Materials》。论文题为“Long-Range Bulk-Like Interlayer Dzyaloshinskii-Moriya Interaction Enables Stabilized 3D Magnetic Textures”。
本次研究过程中，致真精密仪器 KMPL-Spin-X 磁光克尔显微镜发挥了重要作用，设备完成磁光克尔成像、磁畴观测以及磁化翻转行为表征，精准捕捉样品磁矩动态变化，有效验证 DMI 梯度对磁开关特性的调控规律，为 BIL-DMI 效应的实验验证、样品磁性能分析提供了关键的可视化数据支撑，保障实验结果精准可靠。
▲ 《Advanced Materials》期刊论文截图。
▲ 新型BIL-DMI构建长程垂直磁手性，稳定三维拓扑磁织构。
▲ 梯度调控 BIL-DMI 实验表征：包含样品微观形貌、测试装置、反常霍尔回线、面外及面内等效场的角度/磁场依赖特性。
▲具有梯度依赖性的体自旋轨道矩驱动磁矩无场翻转极性。图a和b分别是不同DMI梯度下样品的磁矩翻转行为，在无磁场下翻转极性收到DMI的梯度调控。黑色/白色区域分别表示磁矩-Mz和+Mz状态。
在自旋电子学领域，三维拓扑磁织构的稳定构建与精准调控，是打造新一代高性能磁存储、磁振子电路的核心关键。Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）可实现自旋倾斜排列、调控自旋手性，也是构筑三维拓扑磁织构的核心物理基础。但传统界面型、体相型、层间型 DMI 受限于对称性破缺机制，无法同时兼顾长程作用与垂直手性，成为制约三维拓扑磁织构应用的核心瓶颈，新型 DMI 效应也成为领域研究焦点。
团队创新开展对称性破缺工程，在磁性多层膜体系中同步引入面内原子偏移与垂直厚度梯度，国际首次实现长程体层间 DMI 效应（BIL-DMI），彻底打破传统 DMI 的性能局限。
全新的 BIL-DMI 拥有长程垂直磁手性，其诱导的面内、面外等效场，大小与方向均可依靠 DMI 梯度灵活调控，为自旋手性精准操控增添全新自由度。同时该等效场对外加磁场呈现独特的线性响应规律，和传统 DMI 的饱和特性形成明显区别。依托 BIL-DMI 效应，团队在理论上实现了新型横向斯格明子、双半子管磁织构的稳定构筑，这类结构可作为磁振子输运波导，为三维磁振子电路的发展夯实了材料与理论根基。
此次接连在两大国际知名期刊产出重磅成果，充分展现了北航团队在自旋电子学领域的顶尖科研实力。而致真精密仪器 KMPL-Spin-X 的出色表现，也再次证明国产高端精密表征设备，已完全具备支撑国际前沿基础研究、新材料探索的能力。
资料来源：论文《Long-Range Bulk-Like Interlayer Dzyaloshinskii-Moriya Interaction Enables Stabilized 3D Magnetic Textures》（Advanced Materials，DOI:10.1002/adma.202516452）
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