非共线反铁磁材料具有接近于零的净磁矩，但表现出显著的异常横向输运特性，被认为是下一代自旋电子器件的候选材料。这些材料的磁畴结构对于信息存储至关重要。然而，Mn 3 Sn和Mn 3 Ge等非共线反铁磁材料的磁畴成像一直是该研究领域的重大挑战。
近日，中国科学技术大学侯大志教授团队与上海科技大学郭彦锋教授团队合作，利用反常埃廷豪森效应和锁相热成像(LIT)技术成功实现了Mn 3 Sn和Mn 3 Ge的磁畴成像，验证了该创新方法在同时解析平面内和平面外磁畴结构的优越性。该成果以“非共线反铁磁体中磁八极畴的红外成像”为题发表在《国家科学评论》(NSR)上。
在本研究中，研究团队首先利用锁相热成像技术系统表征了Mn3Sn的异常埃廷斯豪森效应(图1a-f)，首次在实验上测定了其异常埃廷斯豪森系数，发现该值与文献中报道的异常能斯特系数相一致，与布里奇曼关系相一致。研究团队进一步利用温度梯度与磁八极矩的关系，成功绘制了退磁Mn3Sn样品的磁畴结构(图1g，h)，清晰地显示出三个不同的磁畴区域。与传统方法相比，这种创新方法可以同时观察到材料的平面内和平面外磁畴，为深入研究磁畴三维动力学提供了新的视角。利用这一新方法，研究团队不仅观察到了Mn3Sn和Mn3Ge在磁反转过程中磁畴结构的变化，还揭示了Mn3Sn记忆效应中磁八极矩的三维旋转，为揭示非共线反铁磁体中磁畴的行为提供了重要启示，对磁存储器件的开发具有重要意义。