近期，中科院合肥研究院强磁场中心的稳态强磁场实验装置（SHMFF）用户张蕾研究员课题组在手性磁孤子研究方面取得进展。针对层状手性磁孤子材料MnNb₃S₆和YbNi₃Al₉，研究人员利用强磁场中心的ESR等设备对其手性磁孤子的微波响应和临界行为进行了研究，相关成果分别以“Microwave response of the chiral helimagnetic MnNb₃S₆”和“Critical phenomenon of the layered chiral helimagnetic YbNi₃Al₉”为题发表在Applied Physics Letters和New Journal of Physics上。 

　　手性磁孤子（Chiral Magnetic Soliton）是一种自旋按螺旋方式排列形成的“孤子状”的“准粒子”磁构型，表现为扭结状的拓扑磁结构。手性磁孤子是自旋、轨道、晶格等多种自由度之间竞争和耦合的结果，其形成条件苛刻，一般形成于具有层状结构的单轴非中心对称晶体中，目前仅在MnNb₃S₆和YbNi₃Al₉等少数体系中发现。在这类材料中会产生Dzyaloshinskii–Moriya（DM）相互作用，而DM相互作用会和铁磁交换相互作用之间产生竞争，从而形成螺旋形的自旋基态。在一定的温度下，通过施加合适的磁场就可以形成手性磁孤子态。同时，可以通过磁场、压力、微波、电流等手段对其进行调控，在自旋电子器件领域具有潜在的应用价值。 

　　由于手性磁孤子材料对微波具有特定的响应，研究人员利用SHMFF所属ESR等手段，对MnNb₃S₆的微波响应行为和机制进行了研究，揭示了手性磁孤子对微波的各向异性响应行为。此外，对另外一种手性磁孤子材料YbNi₃Al₉的临界行为研究发现其各向异性的自旋耦合作用，并建立了H-T相图。 

　　该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、强磁场联合基金、中科院高端用户基金等项目的支持。