Spintronics е нова област на научни изследвания, насочени към разработване на устройства, които
На свой ред магнитните изолатори са класматериали, широко използвани по целия свят, главно поради способността им да провеждат електрически заряди. Точно както металите провеждат електрически заряди, магнитните изолатори могат да провеждат завъртания. Тъй като обаче завъртанията рядко се запазват в материалите и са склонни да изчезват на големи разстояния, досега използването на магнитни изолатори за постигане на транспорт на дълги разстояния изглеждаше предизвикателство.
Изследователите наскоро демонстрираха трансферадалечни магнитни „таралежи“, триизмерни топологични спинови структури, които често се наблюдават при обикновените магнити. Резултатите от проведеното изследване ще намерят приложение при разработването на устройства, подкрепящи идеите на спинтрониката.
„Нашата идея е да използваметопологични текстури на спина, а не самите завъртания, за целите на транспорта на дълги разстояния, каза Шу Джанг, един от изследователите. - Магнитен "таралеж" - един от видовете топологично защитена спинова текстура, който обикновено съществува в триизмерни магнити. Нашата работа показва, че токът "таралеж" е добре запазено количество и може да бъде изследван, за да се постигне пренос на далечни разстояния в магнитни изолатори. "
Изследванията на Zhang и нейните колеги се основават натеоретичен постулат, известен като закон за запазване на топологията, който позволява на изследователите да използват идеята за хидродинамиката на топологичните спинови текстури. Тази идея преди това беше изследвана в поредица от изследвания, ръководени от физика Ярослав Церковняк.
„Основният теоретичен подход, който ниеприложено в нашето изследване - това е класическата теория на полето - обясни Джанг. Ние описваме пространствено-времевото разпределение на спиновете като непрекъснато векторно поле, върху което могат да се определят и изследват топологичните текстури и техните токове. Математическото описание на "таралежските" токове е подчинено на принципите на теорията на електромагнетизма. "
Изследователите са използвали експерименталенинсталация, при която се въвежда и открива ток "таралеж" с помощта на метални контакти, прикрепени към два края на магнита. В този сценарий магнитът може да се разглежда като проводник, носещ тока на топологични спинови текстури с крайна проводимост. Тази концепция разкрива огромен потенциал за използването на магнитни изолатори за транспорт на дълги разстояния.