突破性发现！大发888官方下载,大发官网老虎机888郑风珊教授联合德国于利希研究中心彼特·格林伯格研究所Nikolai S. Kiselev博士、Stefan Blügel教授，瑞典乌普萨拉大学博士Filipp N. Rybakov博士，北京工业大学杨鲁岩博士和德国于利希研究中心恩斯特·卢斯卡电镜中心石文博士、Rafal E. Dunin-Borkowski教授等学者，首次实验中发现磁霍普夫子（Hopfion）。相关成果以“Hopfion rings in a cubic chiral magnet”为题发表在Nature上。
其中，郑风珊教授为通讯作者兼第一作者，Nikolai S. Kiselev和Filipp N. Rybakov为共同通讯作者；大发888官方下载,大发官网老虎机888为第一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金和中央高校业务费的支持，也得到了合肥强磁场中心杜海峰研究员课题组的高质量样品支持。
霍普夫子以德国数学家海因茨-霍普夫（Heinz Hopf）的名字命名，其概念由来可追溯到由英国物理学家托尼-斯凯尔姆（Tony Skyrme）在1962年首次提出的“拓扑孤子”。2009年，科学家首次在磁体中发现了拓扑孤子，为了纪念 Skyrme，将其称为Skyrmion（斯格明子）。
一般认为，磁斯格明子是由电子自旋在空间上构成的一类二维旋涡状结构，从样品上表面贯穿到下表面，形成了斯格明子弦（String）。理论上，如果把两个末端连接起来，会进一步形成一类三维拓扑磁孤子——磁霍普夫子。但目前为止，实验上尚未发现强有力的证据表明磁霍普夫子的存在。
该联合团队利用了透射电子显微镜磁成像技术和微磁学计算，在立方铁锗合金中观察到了与斯格明子弦耦合的霍普夫子，并提供了诱导产生这类霍普夫子的实验方法，取得了高度可重复的实验结果。该形核方法通过改变外部磁场的方向，同时保证磁场足够弱，以确保斯格明子弦在转换过程中保持完整，也得保证磁场足够强，足以改变样品边缘材料的磁状态；通过来回切换磁场方向，这种边缘调制的闭合磁结构会持续稳定存在，进一步通过增加磁场强度，形成与斯格明子弦耦合的霍普夫子。
此外，本研究也提供了统一的斯格明子-霍普夫子的同伦（homotopy）分类，并深入探讨了手性磁体中拓扑孤子的多样性。这一突破性发现为未来磁性材料、自旋电子学和非传统计算等领域的发展提供新思路，也为新型功能器件的设计和开发提供了有力支持。
该报道也被同期News/Views以专题文章“Magnetic hopfion rings in new era for topology”加以评论。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06658-5
自然News/Views: https://doi.org/10.1038/d41586-023-03502-8
郑风珊教授
链接：学人简介
郑风珊，大发888官方下载,大发官网老虎机888自旋科技研究院/电子显微中心/物理与光电学院教授、博导。研究领域为电子显微学、电磁成像、拓扑磁性。其主要贡献为发展了高空间分辨的二/三维电/磁成像电子显微学方法；实验上在手性磁体中发现了磁霍普夫子、磁浮子、磁斯格明子辫子和反磁斯格明子等，以第一/通讯作者身份在Nature，Nat. Nano.，Nat. Phys.，Nat. Commun.， Phys. Rev. Lett.和Nano Lett.等国际刊物上发表SCI论文20余篇，引用2000余次。
自旋科技研究院简介
大发888官方下载,大发官网老虎机888自旋科技研究院成立于2021年5月，位于大发888官方下载,大发官网老虎机888广州国际校区，是高松院士在大发888官方下载,大发官网老虎机888创立的具有交叉学科背景的新型科研创新平台。研究院以自旋为核心研究对象，从多学科综合交叉的角度，深入研究物质的自旋量子属性，面向国家信息产业重大需求和人民生命健康，研发自旋新材料和新技术，培养国际一流的自旋科技人才，计划建设成为国际一流的自旋科技创新研究机构。
研究院以自旋化学、自旋操控、自旋材料与器件、自旋生物医学为主要研究方向搭建多学科交叉科研平台，共完成建设各类功能实验室14套（间），使用总面积5000平方米，主要设备包括EPR、ODMR、ICP-MS、SQUID、PPMS、STM、Raman、紫外-可见、FT-IR、稳瞬态荧光、气相色谱、电化学工作站、单晶X-射线衍射仪、球差校正透射电子显微镜和高分辨核磁共振仪、微纳加工系统、低温液氦生成系统等。
研究院成立以来，秉承高质量内涵式发展理念，根据研究院交叉研究背景，因地制宜，形成了“华工自旋”的发展理念：
实行以PI作为研究院独立研究方向带头人的科研管理体制，充分赋予其自主权和资源调配权，为科研人员提供更加灵活的科研管理服务，尽可能激发科研人员的创新活力，提高科研产出效率。
重视跨学科交叉合作，打破院内交叉壁垒，积极开展有助于产生更多创新性研究成果深度合作，提高研究院在相关领域的综合实力。
重视项目申报，以各类项目申报为抓手，为研究院快速发展提供可持续动力，保障科研开展的连续性。
积极开展国际交流与合作，与国际知名高校和研究机构建立合作关系，共同开展科研项目和人才培养，不仅可提高研究院的国际影响力，更为研究院的快速发展提供更广阔的视野和资源。
电子显微中心简介
大发888官方下载,大发官网老虎机888电子显微中心成立于2023年3月，位于大发888官方下载,大发官网老虎机888广州国际校区，是一个开放的校级科学研究平台。中心配备了完备的电子显微设备，具有先进的软硬件开发能力，采用独特的运行管理模式。
中心秉承高端引领的理念，立足于国际科研前沿，专注于“低剂量高分辨成像”“四维扫描透射显微学”“高分辨全息和电磁成像”“原位电子显微学”“三维电子衍射”“原子分辨电子断层术”等核心研究方向，致力于革新透射电子显微技术。同时，中心也全力支持化学、物理、材料、电子、生医等相关学科的发展，为构建相关产业新格局提供重要支撑。目前已完成1300平方米的专业实验室建设，并采购了包括多台球差电镜、双束电镜、X-射线断层扫描等在内的10余台高端科研设备。
