纳米尺度磁学新突破：拓扑磁膜中自旋波与畴壁的协同奥秘探索

自旋波（magnons）对下一代节能自旋电子学和磁振子学意义重大，但纳米尺度和微波频率下自旋波动力学的可视化极具挑战。研究人员借助无激光超快洛伦兹电子显微镜，研究铁磁膜中偶极交换自旋波，发现自旋波产生与特定磁畴壁振荡运动紧密相关，为磁振子学开辟新可能。

　　自旋波（Spin waves，即 magnons）对于下一代节能的自旋电子学（spintronics）和磁振子学（magnonics）至关重要。然而，由于缺乏自旋敏感的时间分辨显微镜，在纳米尺度和微波频率下可视化自旋波动力学仍是一项艰巨的挑战。在此，研究人员因无激光超快洛伦兹电子显微镜（laser - free ultrafast Lorentz electron microscopy）的发展取得了一项突破，该显微镜配备微波介导电子脉冲发生器，具有高时空分辨率，用于对铁磁膜（ferromagnetic film）中的偶极交换自旋波进行成像。利用拓扑自旋纹理（topological spin textures），研究人员捕捉到在射频激发下，自旋反涡旋（spin anti - vortices）发射、传播、反射和干涉的自旋波。值得注意的是，研究表明自旋波的产生与特定磁畴壁（magnetic domain walls）的振荡运动密切相关，这为磁奇点附近的波发射和畴壁动力学之间提供了缺失的联系。这项工作为磁振子学开辟了新的可能性，通过透射电子显微镜（transmission electron microscopy）提供了自旋动力学的纳米级视角，并能够通过射频场进行可控激发，以探索磁性和多铁性系统中的非平衡态。