本网讯（物理与光电工程学院）近期，安徽大学物理与光电工程学院汤进教授团队与合作者在二维磁性材料拓扑磁结构研究中取得重要突破，相关成果以“Stable Néel-Twisted Skyrmion Bags in a van der Waals Magnet Fe₃₋ₓGaTe₂ at Room Temperature （DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c06281）”发表于《Nano Letters》期刊。安徽大学蒋佳良博士后和合肥师范学院吴耀东高级实验师为共同第一作者，吴耀东高级实验师、柯亚娇副教授和汤进教授为共同通讯作者，安徽大学为第一完成单位。重要合作者包括物理学院田明亮教授及材料学院王守国教授等。
二维磁性材料因其独特的结构对称性破缺，展现出丰富的磁电特性，为高存储密度、超快响应、高集成度以及低能耗自旋电子学器件的发展提供了新的机遇。通过调节范德瓦尔斯层间结合作用、表面与层间界面修饰以及灵活的材料组装拼接，可以设计特殊的磁相互作用，有望构筑出新型拓扑磁结构，为自旋电子学器件的开发提供候选信息载体。
汤进教授团队与合肥师范学院吴耀东高级实验师、武汉理工大学柯亚娇副教授等密切合作，开展了二维磁性材料中室温磁束子的构筑研究。他们成功制备出高质量的二维范德瓦尔斯磁体Fe₃₋ₓGaTe₂，该材料具有优越的室温和空气稳定性。在此基础上，研究人员进一步加工出超薄片状结构，并结合超快脉冲电流和反转磁场方法，构筑了室温稳定的奈尔型磁束子结构，包括特殊的多重嵌套构型。此外，研究人员还描绘了室温磁束子的稳定磁场温度相图，并实现了室温磁束子拓扑荷的可靠电调控，展示了其在多拓扑荷二维自旋电子学器件应用中的广阔前景。
上述研究实现了二维磁体中室温稳定新型拓扑磁结构“磁束子”和“磁反涡旋”的构筑与调控，进一步拓展了二维磁性材料的应用边界，为未来低功耗、高集成度器件的信息载体的选择与应用奠定重要科学基础。
二维磁性材料中室温稳定的奈尔型多重嵌套磁束子的构筑示意图
汤进教授团队长期致力于拓扑磁结构的构筑与调控研究，并取得了系列原创性成果。其中，在拓扑磁结构构筑方面，团队在国际上率先构筑了具有多拓扑荷特性的新型磁性类粒子--“磁束子”【Nat. Commun. 16: 440 (2025)、Nat. Nanotechnol. 16: 1086 (2021)、Nat. Commun. 15: 3391 (2024)、Adv. Mater. 35: 2306117 (2023)】，开创了基于拓扑荷属性的自旋电子学研究领域。