四川师范大学物理与电子工程学院赵国平教授与香港中文大学（深圳）周艳教授课题组合作，在物理学著名期刊《Applied Physics Letters》上发表了题为“Antiferromagnetic skyrmion-based logic gates controlled by electric currents and fields”的研究论文。该论文以四川师范大学为第一单位，研究生梁雪和夏静博士为共同第一作者，赵国平教授和周艳教授为共同通讯作者。《Applied Physics Letters》是Nature index 期刊，连续多年中科院二区物理系学TOP期刊。

 磁性斯格明子是一种受拓扑保护的新型自旋结构，在未来的磁性存储和运算中具有重要的应用前景。同时，反铁磁作为自然界中常见的一种磁有序材料，具有较强的抗磁扰动力和超快的动力学，备受人们的关注。该工作结合了斯格明子和反铁磁的诸多优势，同时利用现有的一些物理现象和效应，如自旋霍尔效应、压控磁各向异性效应、斯格明子与边界的相互作用等，创新性地提出了一种基于反铁磁斯格明子的逻辑门电路，并通过微磁模拟验证了其可行性。结果表明，在磁各向异性梯度和自旋极化电流的共同作用下，斯格明子的运动可以很好地模拟五种基本逻辑门的运算，即逻辑与门、或门、非门、与非门和或非门。由于斯格明子本身的尺寸很小，以及所需的驱动电流密度小，该工作所设计的电子元件将极大地减小器件体积，同时降低工作能耗，这将在未来存储设备、运算器件的大规模应用中极具优势。

论文在正式发表之前，已经于2019年在网上发表2019arXiv190910709L，引起了国内外学者的关注，得到包括Nature 590, 74–79 (2021)和Physics Reports 895, 1-28 (2021)等期刊论文的7次引用。梁雪为学院2017级研究生，师从赵国平教授，此项工作于2019年完成，目前，梁雪在香港中文大学（深圳）攻读博士学位。

图1，基于反铁磁斯格明子的逻辑门电路的结构示意图。

图2，以逻辑与门和逻辑或门为例的微磁模拟演示与其对应的真值表。

论文链接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0056259

【编辑：物电学院】