文章来源：合肥物质科学研究院
中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究人员对具有Skyrmion相的螺旋磁有序MnSi体系的临界行为进行了研究，发现MnSi在相变临界点的临界行为是三重临界行为。该研究证明了该体系的自旋相互作用是长程相互作用，并计算出自旋相互作用的衰减函数。
对于螺旋磁有序MnSi材料，由于存在弱巡游铁磁性、非费米液体行为、量子相变等奇特的物理性质，一直是科学家关注和研究的对象。而最近，由于在MnSi中发现了Skyrmion相，使得人们对这种材料进行了重新的认识和研究。所谓Skyrmion相是一种拓扑的涡旋自旋有序结构，由于其具有拓扑性、纳米尺度、低电流驱动等特点，在自旋电子学器件方面具有重要的应用价值，而相关材料的物理研究变得非常重要。
强磁场科学中心副研究员张蕾等，对具Skyrmion态的MnSi材料的临界行为进行了研究。通过对相变临界点的磁性行为的详细测量，并对相关数据进行拟合，得到了临界参数。MnSi的临界参数显示该材料在相变临界点的三重临界行为。所谓三重临界行为是指，相变的临界点是由三个相在此交汇于一个点而形成的。通过研究发现，MnSi中的三重临界行为是由磁场诱导发生的。在外场作用下，MnSi中的一级相变被很快抑制为二级相变，从而直接导致了三重临界点的出现。通过实验数据的拟合，到了诱导的三重临界点的磁场Htr约为3200高斯。此外，研究人员通过计算，证明了MnSi中的自旋相互作用属于长程相互作用，其自旋关联作用的衰减函数为J(r)≈ r−4.3。该研究成果发表于美国物理学会的Physical Review B。
上述研究得到了国家重大科学研究计划、国家自然科学基金和大科学装置联合基金的资助。
（a）Skyrmion磁构型；（b）MnSi的三重临界行为；（c）运动中的Skyrmion
转载自http://www.cas.cn/syky/201501/t20150123_4303868.shtml
