Опережая «кривую» в магнитных исследованиях

Физика, лежащая в основе такого отклонения, также работает в меньших масштабах. Для некоторых физических систем на атомном уровне происходит аналогичное явление. Ученым давно известно, что электроны отклоняются при приложении магнитного поля.

Однако до сих пор у ученых не было способа увидеть, как определенные неэлектрически заряженные, но магнитно организованные структуры также движутся по кривой под действием приложенного тока — и ответ на этот вопрос может иметь большое значение для всего мира. хранения данных.В новом исследовании, проведенном учеными Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE), ученые заметили, что магнитные скирмионы — небольшие электрически незаряженные круглые структуры со спиралевидным магнитным узором — действительно отклоняются под действием приложенного тока. Хотя у скирмионов нет электрического заряда, у них есть то, что исследователи называют «топологическим зарядом», и именно этот заряд вызывает их отклонение.«Мы заметили, что угол отклонения зависит от размера скирмиона и силы тока, который мы применяем», — сказала аргоннский физик Сюзанна те Велтуис, руководившая исследованием.

Возможность манипулировать движением скирмионов представляет интерес для материаловедов, потому что магнитные текстуры структур могут служить методом кодирования данных с малым увеличением. Обладая способностью управлять движением скирмионов с помощью небольшого тока, исследователи могли манипулировать ими в устройствах памяти, которые составляют основу нового режима, известного как спинтроника.Исследователи также заметили, что движение скирмионов, вызванное приложенным током, может зависеть от дефектов или от того, насколько близко скирмионы подходят к краю материала.«Вы также можете думать о движении скирмиона как о попытке катить шар для боулинга по дорожке для боулинга», — сказал аргоннский материаловед Аксель Хоффманн, другой автор исследования. «Если переулок ровный, мяч или скирмион будет катиться в одну сторону, но если у него много ячеек, как на картонной коробке для яиц, он будет катиться совсем по-другому».

Иногда, если скирмион достигает края материала, он отскакивает назад; в других случаях, однако, скирмион исчезнет, ​​когда достигнет края. «Если мы хотим иметь возможность использовать скирмионы для кодирования данных, мы хотим быть уверены, что не потеряем информацию, которая встроена в скирмион», — сказал бывший аргоннский исследователь постдокторантуры Ванцзюнь Цзян, первый автор исследования.«Понимание физики скирмионов может открыть широкий спектр новых устройств, которые пока еще являются гипотетическими», — сказал аспирант колледжа Брин Мор Сяо Ван, другой автор исследования.Статья, основанная на исследовании «Прямое наблюдение эффекта Скирмиона Холла», появилась в номере журнала Nature Physics от 19 сентября.

Исследование финансировалось Управлением науки Министерства энергетики США (Управление фундаментальных энергетических наук, материаловедения и инженерии) и Национальным научным фондом. Кроме того, исследователи из Северо-Западного Аргоннского института науки и инженерии участвовали в этих исследованиях.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.