复旦车仁超团队Nature Communications: 高居里温度二维铁磁Fe3GaTe2中混合型拓扑磁结构的新发现！
纳米人
复旦大学车仁超教授团队聚焦于透射电子显微镜系统和先进电子显微学技术的开发，自主设计并搭建了原位高温（室温-1200℃）、原位低温（液氦温度）、原位高频电场、原位磁场、原位应力场等多物理场耦合的透射电镜表征平台，实时动态分析磁性材料、能源材料、半导体材料、电磁功能材料等多场耦合条件先下微观结构演变规律，揭示材料外场响应的原子和电子结构变化机制，建立材料显微结构与宏观性能的构效关系，为材料的微纳结构设计及优化提供理论基础，在此指导下研发出一系列高性能电磁功能材料及器件。特别开发了高分辨电子全息等表征技术，解决了磁性材料微观结构及磁结构解析难的问题，并动态分析材料微区极化电场分布，从微区电磁场角度提出材料设计及性能优化新机制，进一步指导磁性材料、能源材料、电磁功能材料等性能提升。
基于上述实验平台，复旦大学车仁超教授团队及合作者利用自主研发的洛伦兹透射电子显微镜首次报道了高居里温度二维铁磁性材料Fe3GaTe2中混合型拓扑磁斯格明子的存在，进一步结合微磁学模拟以及电输运测量解释其产生的机理，相关成果发表于国际知名期刊《Nature Communications》。
磁性斯格明子是一种具有拓扑保护的纳米尺度的自旋构型，在非平凡的新兴现象和自旋电子存储应用中引起了越来越多的关注。典型的应用是赛道存储器，根据斯格明子沿着赛道移动，利用其存在或不存在来编码信息。在同一材料中多种斯格明子共存为基于拓扑的自旋电子学设备的设计提供了新的自由度。例如在磁性存储器中，一串二进制数据位可以通过两种不同的斯格明子相来编码。近年来由于二维范德华磁体的发现，关于磁斯格明子的研究已逐渐向低维尺度不断延申。然而，能够在室温稳定存在于二维磁体中的斯格明子仍很少被报道。
在此背景下，复旦大学车仁超教授团队及其合作者生长了具有高居里温度、高饱和磁化强度，强单轴各向异性的二维铁磁性样品Fe3GaTe2。利用原位洛伦兹透射电镜在不同样品倾斜角度下自旋结构强度分布的微妙变化，成功观察并揭示了斯格明子和磁畴壁的自旋构型。进一步通过场冷策略实现了布洛赫型斯格明子和杂化型斯格明子的共存，且该共存相具有较高的热稳定性，在328 K温度下仍稳定存在。宏观的电输运测量表明Fe3GaTe2具有高于室温的宽温域的拓扑霍尔效应，其优越的室温性能为构建二维拓扑磁电功能器件提供了理想的材料平台。
车仁超，复旦大学教授，博士生导师（材料物理与化学），2017年国家杰出青年基金获得者（金属材料的显微结构与吸波性能），研究领域包括磁性物理、原位电子显微学、微波吸收材料、能源材料微观机制、半导体超晶格中远红外激光器与探测器等，着重于器件材料的显微结构与性能的构效关系，共发表460多篇SCI论文，含通讯/第一作者350多篇，他引2万多次，含48篇SCI高被引论文，H指数86。第一作者单篇最高他引1800多次，授权（申请）国家发明专利38项，通讯/第一作者论文含1篇Nature、5篇Nat. Commun.、9篇Adv. Mater.、1篇PNAS、9篇Adv. Energy Mater.、35篇Adv. Functional Mater. 、9篇ACS Nano等。先后主持3项科技部重点研发项目课题、10项国家自然基金项目（重点、2项仪器重大、杰青等）。2020年获上海市自然科学一等奖（排名第1），2018年获教育部自然科学二等奖（排名第1）。入选2019年上海市优秀学科带头人、2013年教育部新世纪优秀人才、上海市曙光学者和浦江学者计划。获得2008年Thomson Reuters“中国卓越论文研究奖”，2021-2023年连续三年获得科睿唯安全球高被引学者。中国电子显微镜学会常务理事、中国晶体学会常务理事、中国超材料学会常务理事等。
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