11月11日，《通讯·材料》（Communications Materials）在线刊发了国家脉冲强磁场科学中心罗永康教授题为“Skyrmion lattice creep at ultra-low current densities”的论文。该成果由罗永康教授与美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Boris Maiorov、Shizeng Lin、Eric D. Bauer、Joe Thompson、Albert Migliori以及瑞士保罗谢勒研究所Marc Janoshek等合作完成，罗永康为第一作者，罗永康、Marc Janoshek为共同通讯作者。

在凝聚态物理中，物质的相通常由对称性及其序参量来表征。根据朗道的相变理论，物质在发生相变的同时将伴随着序参量的出现和自发的对称性破缺。因此，实验上如何探测物相的对称性成为实验物理学家关心的技术问题。在强关联材料中，体系的自旋、轨道、电荷等自由度通常和晶格自由度存在一定的耦合，这使得通过探测晶格对称性来研究其他自由度的对称性成为可能，共振超声谱（Resonant Ultrasound Spectroscopy，RUS）即是这样一门实验手段。

该研究中，罗永康教授与合作者利用共振超声谱技术测量斯格明子的典型材料MnSi中的斯格明子相与晶格之间的磁晶耦合，描绘出体系的相图与传统的交流磁化率等测量得出的结果一致。由于该磁晶耦合的存在，使得原本是立方晶系的MnSi的对称性降低为四方晶系。在共振超声谱测量的基础上，通过进一步对测量样品施加直流电流，研究斯格明子格子的钉扎效应，发现当电流密度达到j_c^*～62 kA/m²时，斯格明子与晶体之间的耦合消失。该数值比人们以往通过拓扑霍尔效应、小角度中子散射等测量得到的脱钉扎临界电流密度j_c～1500 kA/m²小了20多倍，表明在j_c^*和j_c之间还存在一个新的区间，其间斯格明子与晶格之间已经脱钉扎，但尚未形成集体的、定向的运动，他们称之为斯格明子蠕动（Creep）相。

图中，（a）为共振超声谱实验装置示意图；（b）为j_c^*和j_c之间的斯格明子蠕动相。

与传统的基于磁畴的磁存储材料相比，斯格明子材料由于具备更小的临界驱动电流、更小的单体体积、更高的磁存储密度以及因受拓扑保护而具有的稳定性，被认为是新一代磁存储的材料基础。由于在蠕动相中斯格明子的运动是非集体、非定向的，它的存在并不利于磁存储应用，如何有效规避斯格明子蠕动相将是这类材料走向应用面临的技术难题。该项工作中斯格明子蠕动相的发现，对今后设计新型斯格明子磁存储材料并提升其性能具有重要指导意义。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s43246-020-00083-1