磁斯格明子是一种具有准粒子行为的拓扑自旋磁性结构,它首先在手性磁体中被观测,随后迅速成为自旋电子学领域的热门研究课题,引起了拓扑物理学界和磁学界相关科研工作者的广泛关注。由于磁斯格明子几何尺寸小、室温下稳定性高、驱动电流密度阈值低等特性使得它有可能在未来的低功耗、高密度计算技术中充当信息载体,对逻辑运算和信息存储器件等自旋电子设备的研究展现出巨大的潜力。实现基于斯格明子的自旋电子器件的关键在于有效控制斯格明子的产生与操控。磁性斯格明子的产生通常是由Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）、磁交换相互作用、磁晶各向异性和外部磁场之间相当复杂的竞争决定。材料科学的进步导致在金属多层膜、多铁磁体、Heusler化合物、钙钛矿以及最近的二维范德华材料中发现磁性斯格明子,但是斯格明子的可控转移却受到斯格明子霍尔效应（SKHE）的限制。最近关于人工反铁磁体（SAF）中斯格明子的报道引起了我们的注意,特别是斯格明子霍尔效应被抑制等优点。人工反铁磁体是一种多层金属薄膜堆叠而成的异质结构,由两个磁化相反的铁磁层包夹一个间隔层构成,且层间耦合强度在很大程度上取决于间隔层的电子性质与厚度。因此,人工反铁磁体通常因为具有较低的（相比于本征反铁磁中子晶格的交换作用）层间交换耦合,而使其更容易受到DMI和层内交换作用的影响,所以具有更丰富的自旋构型。人工反铁磁体中的斯格明子也表现出比铁磁体中斯格明子更好的热稳定性和更快的运动速度。尽管早期报告中强调了不少亮点,但是,如何在人工反铁磁体中产生孤立的斯格明子仍然是一个重大挑战。本文基于微磁学模拟的方法,围绕着斯格明子的产生与操控,进行了如下研究:首先,我们以Pt/CoFeB/Ru/Co/Pt多层金属薄膜为对象,设计了一种铁磁体/人工反铁磁体混合结构,在零磁场下依靠人工反铁磁体中由Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida（RKKY）相互作用引起的层间交换耦合,提出驱动斯格明子从铁磁区移动到反铁磁区来产生斯格明子的方法。由于局部调制的层间交换耦合场,一个铁磁层中给定的斯格明子可以在另一个铁磁层中产生一个具有相反拓扑电荷的镜像斯格明子。两个斯格明子耦合在一起运动,斯格明子霍尔效应被抑制。通过这种方法在特定结构中,可以批量产生斯格明子,并可将其准确地转移到结构中的所需位置。为了验证该方法,我们研究了单层斯格明子稳定性,并在此基础上研究了层间耦合强度对反铁磁耦合斯格明子稳定性的影响。结果表明,层间交换耦合有助于稳定反铁磁耦合的斯格明子。紧接着,我们研究了层间耦合强度、自旋极化电流密度和入射方向等因素对镜像斯格明子产生的影响。结果表明,只有当极化电流密度达到一定阈值,且斯格明子在铁磁区和人工反铁磁区都具有x方向速度分量才有可能复制斯格明子。随后,我们模拟了人工反铁磁结构中不同层间耦合强度和自旋极化流对斯格明子运动和分离的影响。最后,基于铁磁体/人工反铁磁体中斯格明子复制与双层斯格明子分离的条件,设计了一种用于批量产生斯格明子的自旋电子设备—斯格明子打印机。我们的工作提供了一种高效率产生单个斯格明子和人工斯格明子晶格的方法,为基于斯格明子运动的数据存储和逻辑运算设备的设计和开发奠定了基础。该方法具有一定的通用性,还可用于产生其他自旋纹理,如domain wall、bimerons等。我们希望该方法能为未来自旋电子学器件的开发和应用提供思路和方向。