目前,在磁学领域,磁性斯格明子作为一个热门的研究课题引起了相当广泛的关注。斯格明子可以携带并且传递磁性信息,这个性质使得它有着成为下一代磁性存储媒介的巨大潜力。相比较传统的磁性存储媒介,磁性斯格明子有着明显的优势。它的优势主要表现在其几何尺寸非常小、结构相当稳定并且驱动其运动的临界电流非常小。但是斯格明子很容易受到温度和磁场的影响,通常磁性斯格明子只有在低于室温时才能稳定存在。本篇论文主要讨论了我们关于提升磁性斯格明子晶体的稳定性的研究,以及基于合成磁性斯格明子而构建的赛道存储器的研究。通过微磁学模拟,我们展示了我们关于提升磁性斯格明子晶体稳定性的想法—合成斯格明子。这一想法具体指的是在有DM相互作用的磁性薄膜材料上面生长钴的纳米圆盘阵列,通过圆盘与磁性薄膜的层间耦合作用使斯格明子稳定存在。因为在钴圆盘中磁矩的排列成涡旋状,而磁性涡旋与斯格明子两者中的磁矩排布非常相似,同时钴圆盘中的涡旋状磁矩排列非常稳定。两层之间的交换耦合使得磁性薄膜中的斯格明子晶体被钴圆盘阵列所稳定。通过这种方法使得斯格明子晶体的稳定性大幅提升。但是同人工斯格明子一样,过强的耦合作用使得斯格明子晶体被钻圆盘钉扎住,因此失去了被电流驱动的能力。为了解决这个问题,我们在钻圆盘和磁性薄膜中插入一层非磁层材料,将直接相互作用变为RKKY相互作用,减小了耦合的强度。这样一来,在提升斯格明子的稳定性同时也能用电流驱动其进行运动。同时我们发现,在这样的体系中斯格明子霍尔效应被有效的抑制,斯格明子的运动速度得到大幅提升。基于这个三层的结构,我们构建了以合成磁性斯格明子为载体的赛道存储器。在条带的一边,通过一个钻的纳米圆柱垂直持续注入自旋极化电流一段时间后可以在磁性薄膜中形成一个斯格明子。接着在沿着条带的方向持续加电流可以驱动斯格明子运动。重复这个过程就可以完成信息的编码和写入。在条带的另外一边,通过对拓扑霍尔效应信号的测量,写入的信息就可以被探测并且读取。