1、在这种结构的异质结中，当施加1750高斯的垂直磁场将其完全磁化，再将磁场降到零时，斯格明子会在铁磁层中稳定存在。2、在铁磁层中形成斯格明子后，再通过零场冷的步骤把温度降到超导转变温度以下（5 K）时，可以观察到3种成像结构，即：孤立的斯格明子、量子化的超导磁通、以及斯格明子-超导磁通对。3、在不加外场时，会有斯格明子-超导磁通对的存在，而在单层Nb膜中则观察不到超导磁通。4、斯格明子-超导磁通对中斯格明子和超导磁通为同轴结构，在外加反向磁场时是稳定的，而在正向磁场下则不稳定。
左图：手性磁体-超导体异质结的结构示意图；右图：零场、5K时磁力显微成像图，绿色方框内是斯格明子-超导磁通对，边上的黄色小圆点为孤立的斯格明子，右上角插图为基于Ginzburg-Landau方程计算的共轴结构的斯格明子-超导磁通对。
该工作用直观成像的方法验证了长期以来理论预言的斯格明子-超导磁通束缚对的存在，实验和计算结果表明当斯格明子满足一定条件时，其杂散场足以在超导薄膜层中产生超导磁通，从而形成一种复合的拓扑结构。只需要一个高斯量级的磁场就可以对这种复合拓扑结构进行操控，这提供了一种低能耗来实现基于斯格明子的自旋电子学器件的方法。此外，理论预言当改变手性磁体与超导体异质结的结构，在手性磁体与超导体之间引入自旋轨道耦合后，这种斯格明子-超导磁通对复合拓扑结构可以承载马约拉纳零能模，从而提供一种实现量子计算的新的平台。
上述相关成果以“Visualization of Skyrmion-Superconducting Vortex Pairs in a Chiral-Magnet–Superconductor Heterostructure”为题发表于Physical Review Letters 133，166706 (2024)，文章被选为Physical Review Letters当期杂志的编辑提示（Editor’s suggestion）文章。物理所博士生谢永节、钱昂、何斌、博士后吴驭飙为共同第一作者，邱祥冈研究员为通讯作者。韩秀峰研究员、于国强研究员、许兵研究员在样品的设计、制备以及数据分析方面共同开展了工作。该工作受到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院等资助。
编辑：亦山