近日，物理学院博士龚琦花，基于其近几年从事挠曲磁的研究经验，对挠曲磁效应的发展与挑战进行了详细总结与论述。从挠曲效应出发，详细阐述了挠曲磁和应变梯度的定义，介绍了不同尺度下挠曲磁性的理论模型，并展示了通过挠曲磁效应操控磁性能的模拟和实验进展。讨论了关于不同结果之间差异的主要矛盾和挑战，阐明了现有理论的局限性，最后对未来挠曲磁研究的前景提出了见解。
相关成果以“Flexomagnetism: progress,challenges, and opportunities”为题在线发表于材料科学与应用物理顶级期刊《Materials Science and Engineering R》（IF=31.6）。博士生唐梓铭为第一作者，龚琦花为共同第一作者和共同通讯作者。
挠曲磁效应是指高阶力磁耦合，涉及磁化与应变梯度的关联。虽然在块体材料中这一效应较弱，但在小尺寸样品中，由于应变梯度可能急剧增大，挠曲磁效应为纳米材料和自旋电子器件中磁性能的高效操控提供了新的平台。本文对挠曲磁效应研究的进展、挑战和机遇进行了前沿综述。首先以狭义和广义的方式定义了挠曲磁效应，重点关注本征挠曲磁效应和表观挠曲磁响应。接着，展示了诱导挠曲磁效应的不同类型的应变梯度、挠曲磁的不同尺度理论模型，以及利用挠曲磁效应操控磁性能的计算和实验进展。然后，讨论了当前关于实验结果与计算结果之间的不一致所引发的争议和挑战，以及现有模型假说的局限性。最后，对未来挠曲磁效应研究的前景提出了一些建议。该综述加深了对挠曲磁效应的理解，给出了未来挠曲磁效应值得关注的研究方向，展现了挠曲磁在自旋电子器件中的应用潜力，有利于推动基于应变梯度工程的新型自旋器件的设计与研发。
本研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、中国博士后科学基金、国家青年人才等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mser.2024.100878