【環球網科技綜合報道】4月12日消息
，根據中國科學院官網消息，近日，中國科學院合肥物質科學研究院與中國科學技術大學等合作，依托穩態強磁場實驗裝置（SHMFF），在二維新型量子磁體斯格明子元激發的理論與實驗研究中取得進展
，提出“拓撲克爾效應”的概念。

據悉
，相關成果發表在《自然·物理學》（Nature Physics）上。

資zi料liao顯xian示shi，斯si格ge明ming子zi的de概gai念nian起qi源yuan於yu粒li子zi物wu理li
，被bei廣guang泛fan應ying用yong於yu描miao述shu凝ning聚ju態tai磁ci性xing材cai料liao中zhong一yi類lei獨du特te的de拓tuo撲pu元yuan激ji發fa
，其qi自zi旋xuan在zai實shi空kong間jian以yi旋xuan渦wo狀zhuang或huo環huan狀zhuang排pai列lie
，整zheng體ti具ju有you非fei平ping庸yong拓tuo撲pu特te性xing
，可ke成cheng為wei新xin一yi代dai磁ci存cun儲chu及ji邏luo輯ji器qi件jian的de信xin息xi載zai體ti。

對(dui)於(yu)斯(si)格(ge)明(ming)子(zi)的(de)表(biao)征(zheng)，常(chang)借(jie)助(zhu)電(dian)學(xue)測(ce)量(liang)中(zhong)的(de)拓(tuo)撲(pu)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)作(zuo)為(wei)其(qi)存(cun)在(zai)的(de)有(you)力(li)判(pan)據(ju)之(zhi)一(yi)
，但(dan)電(dian)學(xue)測(ce)量(liang)僅(jin)適(shi)用(yong)於(yu)金(jin)屬(shu)體(ti)係(xi)。隨(sui)著(zhe)拓(tuo)撲(pu)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)的(de)有(you)效(xiao)拓(tuo)展(zhan)，斯(si)格(ge)明(ming)子(zi)領(ling)域(yu)迫(po)切(qie)需(xu)要(yao)發(fa)展(zhan)適(shi)用(yong)於(yu)更(geng)多(duo)體(ti)係(xi)的(de)表(biao)征(zheng)手(shou)段(duan)
，如(ru)針(zhen)對(dui)非(fei)金(jin)屬(shu)體(ti)係(xi)斯(si)格(ge)明(ming)子(zi)的(de)表(biao)征(zheng)。  

2017年，科學家在實驗中發現了二維鐵磁材料CrI3和CrGeTe3。在此基礎上
，研究團隊通過第一性原理計算預言了一類與CrI3同構、但具有非平庸拓撲電子態的新型二維鐵磁性材料CrMX6（M=Mn, V; X=I, Br）。此次，研究團隊利用化學氣相輸運法合成了高質量二維CrVI6單晶
，依托SHMFF的低溫磁場顯微光學係統，開展了高精度微區磁光克爾效應研究，確認了薄層CrVI6材料亦具有鐵磁基態。

研究發現
，在特定的厚度範圍
、溫度區間內，磁光克爾回線的磁化反轉區出現了兩個反對稱的貓耳狀“凸起”。該特征與塊體的M-H磁滯回線完全不同，卻與典型磁斯格明子體係中的電學拓撲霍爾效應高度相似。  

研究團隊通過原子尺度的磁動力學模擬和理論計算

，揭示出斯格明子的“拓撲荷”對於光電場下傳導電子的散射是光學克爾角在磁翻轉過程中出現“凸起”信號的微觀原因。研究人員通過磁力顯微鏡成像實驗，觀察到CrVI6中帶狀磁結構演化為點狀磁結構的磁場與磁光克爾“凸起”對應的磁場一致，進一步佐證了該光學克爾信號的拓撲屬性。  

基於上述結果，合作團隊凝練了“拓撲克爾效應”這一核心概念，基於這一概念提出了利用光學手段開展拓撲磁結構無損/非侵入式探測的新方案。該方案基於交變光電場，在直流電學“拓撲霍爾效應”的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)
，進(jin)一(yi)步(bu)放(fang)寬(kuan)了(le)對(dui)材(cai)料(liao)導(dao)電(dian)性(xing)的(de)要(yao)求(qiu)，拓(tuo)寬(kuan)了(le)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)。強(qiang)磁(ci)場(chang)光(guang)譜(pu)學(xue)的(de)技(ji)術(shu)優(you)勢(shi)使(shi)得(de)這(zhe)一(yi)方(fang)案(an)可(ke)以(yi)對(dui)斯(si)格(ge)明(ming)子(zi)和(he)其(qi)他(ta)拓(tuo)撲(pu)元(yuan)激(ji)發(fa)開(kai)展(zhan)空(kong)間(jian)分(fen)辨(bian)、無損

、非接觸式探測，為揭示拓撲磁結構的微觀機理奠定了物理基礎、提供了表征手段。