拓扑磁单极子（TMMs），也称为刺猬或布洛赫点，是三维（3D）非局部自旋纹理，由于拓扑保护，对热和量子波动具有鲁棒性。尽管TMM已经在天穹晶格、旋量玻色-爱因斯坦凝聚体、手征磁体、涡流环和涡流芯中观察到，但仍然很难直接测量TMM的三维磁化矢量场并在纳米尺度上探测它们的相互作用。近日，来自加州大学的Jianwei Miao等人实现了室温下在铁磁元晶格的特定位置产生138个稳定TMM，从而表明铁磁元晶格可以用作创建和研究TMM的相互作用和动力学的平台。

文章要点：

1) 该研究首次开发了软X射线矢量ptycho层析成像，以确定TMM的磁化矢量和出射磁场，该技术的3D空间分辨率为10 纳米，这种空间分辨率相当于过渡金属的磁交换长度，使得能够探测单极-单极相互作用；

2) 此外，研究发现TMM和反TMM对之间的距离为18.3 ± 1.6 nm，而TMM和TMM以及反TMM和反TMM对在36.1 ± 2.4 nm和43.1 ± 2 nm，并且也观察到由元晶格中的磁性空隙产生的虚拟TMM。

参考资料：

Rana, A., Liao, CT., Iacocca, E. et al. Three-dimensional topological magnetic monopoles and their interactions in a ferromagnetic meta-lattice. Nat. Nanotechnol. (2023).

DOI: 10.1038/s41565-022-01311-0

https://doi.org/10.1038/s41565-022-01311-0