扭曲磁性双层中多矩 skyrmion 相的层级结构

近年来二维(2D)范德瓦耳斯(VdW)磁体的发现是量子磁体研究领域的关键转折点，因为量子涨落与实验困难常使 2D 中稳定磁序难以实现。这为探索新颖量子与拓扑自旋构型打开了新门，这些构型可能有也可能没有块体对应物中的直接类比。此处我们研究 2D 磁体的扭曲双层几何，其中长程自旋-自旋相互作用自然地沿层间 Heisenberg ($J_{\perp}$) 与偶极-偶极 ($J_{\rm D}$) 通道展开。$J_{\perp}-J_{\rm D}$ 参数空间揭示出 distinct skyrmion 相的层级，涵盖点状、棒状与环状拓扑电荷分布。此外，我们预言了一种新颖的拓扑反铁电相，其中形成带相反电荷的反 skyrmion 对，且相应的拓扑偶极矩以类 Néel 态有序——故称为拓扑反铁电态。结果表明扭曲磁层为设计和调控大量新颖奇异 skyrmion 相及其动力学提供了新环境。