近日，华南先进光电子研究院秦明辉副教授指导2013级本科生严政人和2015级本科生陈志源关于温度梯度驱动反铁磁畴壁的研究工作在国际物理类一流期刊Physical Review B (PRB 97, 054308 (2018))发表。论文题目《Brownian Motion and Entropic Torque Driven Motion of Domain-Wall in Antiferromagnets》。

畴壁作为一种拓扑缺陷，可以应用于自旋电子学的很多下一代器件，如赛道存储器。十年之前，铁磁赛道存储器就被提出，并被认为可能成为新一代存储器件。它可以利用相关磁电阻效应来高效读写磁畴中的信息。而最新一代存储器就是人造反铁磁赛道存储器，被认为速度更快、抗干扰更强、阵列密度更高。因此，反铁磁材料奇特的物理性质和潜在的应用前景吸引了广大科研工作者的极大兴趣，而其中反铁磁畴壁的驱动问题一直是反铁磁器件设计中的重点和难点。目前，温度场被认为是高效驱动反铁磁畴壁的可能方式之一。温度场下的布朗运动和熵转矩驱动是畴壁驱动的两个重要效应，其物理竞争机制和实际调控等问题都有待进一步揭示。

在秦明辉的指导下，基于三维反铁磁海森堡自旋模型，严政人利用基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的自旋动力学和蒙特卡罗模拟方法研究了温度场下的畴壁动力学行为。研究表明：布朗运动和熵转矩效应是两种共存并且相互竞争的热力学效应，其物理根源可能是熵增和熵涨落之间的竞争；通过调节轴各向异性和温度梯度强度，可以实现对两种驱动效应竞争的调控，继而有效调控反铁磁畴壁的运动方向。研究结果与结论与相关理论报道定性吻合，为进一步的实验工作开展提供了理论指导。该工作得到了国内外同行专家的高度评价：UCLA的S. K. Kim博士评价“This work will have a great impact on future research about thermophoresis of magnetic domain walls”；而国内著名公益学术平台知社学术圈也对本工作研究进行了详细说明和报道。

秦明辉带领的科研小组近年来重点关注磁性相变与动力学模拟计算研究，对本科生科研的培养尤为重视。近两年，小组本科生已累计发表物理类国外著名SCI一作论文8篇，其中包括Physical Review B论文3篇和Journal of Physics: Condensed Matter论文2篇，相关研究成果获得大学生“挑战杯”科技作品广东省竞赛和华南师范大学竞赛特等奖各1项。本小组将在学生培养方面争取不忘初心，淡泊私利，愈挫愈勇，再创辉煌，为学校物理类双一流学科的建设做出贡献。