科研成果

郑风珊课题组：首次观测到磁斯格明子与反磁斯格明子湮灭

拓扑磁结构，如磁斯格明子（Skyrmion）、反磁斯格明子（Antiskyrmion）和磁浮子（bobber），是一类具有粒子特性的空间局域磁结构，相继在磁性材料中发现。它们具有尺寸小、稳定性高和易操控等特点，有望用于构建高密度/高速度/低能耗磁存储器等功能器件。磁斯格明子和反磁斯格明子具有相反的拓扑电荷，可以类比高能物理的粒子与反粒子（如电子与正电子），这两种粒子相遇会发生湮灭。然而，磁斯格明子和反磁斯格明子的稳定存在对晶体对称性的要求不同，一般认为磁斯格明子稳定存在于各向同性的手性磁体中（如立方铁锗合金），反磁斯格明子广泛存在各向异性的手性磁体中（如四方赫斯勒合金），不能稳定存在于各向同性铁锗合金中。因此，迄今尚无实验报道这两种粒子的湮灭。近日，由华南理工大学自旋科技研究院郑风珊教授课题组、德国于利希研究中心先进模拟研究所Nikolai S. Kiselev博士课题组和Ernst Ruska-Centre Rafal E. Dunin-Borkowski教授课题组领导的合作研究团队，利用高空间分辨透射电镜磁成像技术，在超薄各向同性铁锗合金中发现了反磁斯格明子，磁斯

温度和肿瘤微环境双响应的介孔磁性纳米微球利用磁致热效应来诱导癌症的一体化诊疗

华南理工大学自旋科技研究院院汪志义副教授与北京大学侯仰龙教授合作，制备了一种温度和肿瘤微环境双响应的介孔磁性纳米微球用于构建一种生物成像介导的智能药物递送系统，在交变磁场下可以实现化疗与化学动力学疗法（chemodynamic therapy, CDT）的协同治疗，在癌症的一体化诊疗的研究中展现出重要的发展潜力。基于工程纳米材料的智能药物递送系统（smart drug delivery systems, SDDSs）的开发已显示出重要的临床应用前景。这些SDDSs显示出一些明显的优势，主要包括能在疾病的病变部位富集更多的药物、增强细胞摄取能力、延长体内循环时间、提高系统稳定性以及减少胶囊化合物对健康组织的毒副作用等。然而，深层肿瘤化疗药物的可控给药以及避免在递送过程中因脱靶而引起的毒副作用仍然面临巨大的科学挑战。图1磁致热效应诱导的温度和肿瘤微环境双响应的SDDSs的设计示意图如图1所示，在通过合理的纳米结构设计后，该研究团队制备了一种温度和肿瘤微环境双响应的可降解的SDDSs（Cu@Fe2C@mSiO2-LA/SA/DOX/TPE-SB-AS1411）。以介孔磁性纳

蒋尚达团队：分子铁电体中的自旋-电场耦合

量子信息有望超越经典计算技术，成为全新的信息处理途径。磁性分子作为量子信息载体，具有独特的优势：化学精准合成可调控磁性分子的量子行为、获得更大的量子态空间、实现体系的拓展性等。

新型多齿氮配体的设计及其在稀土有机配合物合成中的应用

基于配体的立体位阻和电子效应考虑，我们课题组设计合成了一类含β-二亚胺骨架的三齿和四齿氮配体。骨架的一边引入大位阻2,6-异丙基苯胺基对金属中心提供优秀立体位阻保护，另一边引入一个或两个胺基配位点适度满足金属离子的配位数需求。所设计的三齿氮配体是六电子配体((LX+L)-type ligand)，和茂配体提供的电子数相当，但可以提供多一个维度的立体保护；四齿氮配体是八电子配体((LX+L2)-type ligand)，与茂配体+一个中性配位点提供的电子数相当。当金属配合物和底物反应时，胺基可以和金属离子发生配位解离以满足反应底物配位活化的需要，另外我们也可以通过调节氮原子上的取代基来调控胺基的配位能力。利用这些多齿氮配体，我们课题组成功合成了一系列高活性稀土有机配合物，如轻稀土双烷基配合物、钇氢化物、钇氢化物/苯基硅烷加合物、钪末端氮宾配合物、钪腈亚胺配合物、钪桥联膦宾配合物、稀土单核卡宾配合物、稀土单核和末端膦宾配合物、二价镱和钐烷基配合物等，其中一些是采用双齿β-二亚胺配体以及其它配体难以合成的。我们在研究中也展示了可以通过合成的核心稀土有机配合物与一些底物的反应高效构

稀土主族元素双键配合物

含过渡金属-主族元素双键的配合物不仅对人们理解过渡金属和主族元素的成键具有重要理论意义，而且这类配合物具有一些优秀和独特的性质。许多含金属-主族元素双键的过渡金属配合物（卡宾、氮宾和膦宾）被合成和应用，但是稀土配合物是个例外。稀土离子和卡宾（氮宾和膦宾）的轨道能级匹配性差，稀土-主族元素双键极不稳定，非常容易发生配体重分配和其它副反应，从而失去双键结构。我们课题组通过合理的有机配体设计和正确的合成策略，首次合成和结构表征了含稀土氮、稀土碳和稀土磷双键的稀土末端氮宾、卡宾和膦宾配合物，揭示了稀土可以和主族元素形成双键结构并稳定存在，研究并发现了稀土主族元素双键配合物不同于传统稀土有机配合物的反应性，开拓了稀土主族元素双键配合物化学。相关工作在高水平化学期刊发表一系列学术论文 (Acc. Chem. Res.2018, 51, 557;Chem. Commun.2010, 46, 4469; Angew. Chem.Int. Ed. 2011, 50, 7677; J. Am. Chem.Soc. 2013, 135, 8165; 2014, 136, 10894; 2017,

吴锐教授团队在《Nature Electronics》上发表磁电复合材料最新研究