近日，我校华南先进光电子研究院先进材料研究所青年拔尖人才侯志鹏副研究员在磁性斯格明子电场调控方面取得重要研究进展，其研究成果以“Controlled switching of the number of skyrmions in a magnetic nanodot by electric fields”为题发表在SCI影响因子30.8的Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.202107908）。侯志鹏副研究员、博士研究生王亚栋和我校高兴森教授，刘俊明教授、东莞理工学院胡杨凡教授等为主要作者，华南师范大学为第一单位。

磁性斯格明子是一类具有纳米尺度的拓扑涡旋磁畴结构。因其具有拓扑保护及低理论驱动电流密度（106A/m2）等特性，被认为是构建未来高密度、高速度、低能耗存储器件的理想信息载体。然而目前调控磁性斯格明子所需的电流密度（109-1011A/m2）远大于理论值，器件能耗依然较高。因此，如何降低磁性斯格明子存储器件的能耗成为该领域亟需解决的科学问题。

在该研究工作中，作者巧妙地设计出基于压电单晶Pb(Mg1/3N2/3)O3-PbTiO3 (PMNPT)与[Pt/Co/Ta]n磁性纳米岛的铁电/铁磁多铁异质结。随着PMNPT上施加电压大小的改变，在纳米岛上会斯格明子个数的四态转变（如图1a所示）。由于该转变基于电场调控，与电流调控相比，其能耗可以降低三个数量级。更为重要的是，该调控具有非易失性，可以通过施加脉冲电场的方式实现，非常贴近实际应用。该项工作展示了基于铁电/铁磁多铁异质结，构筑低能耗、非易失、多态磁性斯格明子存储器件的可能性。该工作被Advanced Materials杂志选为封面文章进行报道（如图1b所示）。

随后，作者与北京航空航天大学集成电路学院赵巍胜教授合作，制备了斯格明子磁性隧道结，基于自主开发的纳米磁畴-电输运同步测试装置，展示了斯格明子器件全电学、多态“读写一体化”功能，使拓扑磁存储器件应用成为可能。该工作近期发表在Science Bulletin（Doi:10.1016/j.scib.2022.01.016）。侯志鹏副研究员、赵巍胜教授为论文共同通信作者。

侯志鹏于2018年9月加入华南先进光电子研究院刘俊明教授、高兴森教授团队，主要从事新型拓扑磁性功能材料开发及多场调控。该研究工作是侯志鹏入职我校后基于研究院和团队创新平台独立发表的成果，也是我校高水平大学建设物理交叉学科群的发展以及学校物理学国家“双一流”学科建设的成果。该研究工作也得到了国家重点研发计划青年科学家项目、广东省粤深联合重点项目、国家自然科学基金项目、广东省光信息材料与技术重点实验室以及广州市科委项目的支持。

近年来，侯志鹏以第一/通信作者在Nature Communications、Advanced Materials（4篇）、Advanced Functional Materials、Science Bulletin、ACS Nano、Nano Letters等国际著名期刊发表论文30篇，其中包含拓扑磁性材料专题综述论文5篇。任Rare Metals青年编委及Nanomaterials、Rare Metals客座编辑。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202107908；

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927322000160