Spintronics er et nyt område for videnskabelig forskning, der har til formål at udvikle enheder, der
Til gengæld er magnetiske isolatorer en klassematerialer, der er meget udbredt over hele verden, hovedsageligt på grund af deres evne til at lede elektriske ladninger. Ligesom metaller leder elektriske ladninger, kan magnetiske isolatorer udføre spins. Men da spins sjældent er konserveret i materialer og har tendens til at forsvinde over store afstande, syntes det indtil nu at være magnetisk at bruge magnetiske isolatorer til at opnå langtransport.
Forskere har for nylig demonstreret overførslenlangtrækkende magnetiske "pindsvin", tredimensionelle topologiske spin-strukturer, der ofte observeres i almindelige magneter. Resultaterne af den udførte forskning vil finde anvendelse i udviklingen af enheder, der understøtter ideerne fra spintronics.
”Vores idé er at brugetopologiske spin-teksturer, ikke selve spins, med henblik på langtransport, sagde Shu Zhang, en af forskerne. - Magnetisk "pindsvin" - en type topologisk beskyttet spin-tekstur, der normalt findes i tredimensionelle magneter. Vores arbejde viser, at "pindsvin" -strømmen er en velbevaret mængde og kan undersøges for at opnå langtransport i magnetiske isolatorer. "
Zhang og hendes kollegers forskning er baseret pået teoretisk postulat kendt som topologisk konserveringslov, som tillod forskere at bruge ideen om hydrodynamik af topologiske spin-teksturer. Denne idé blev tidligere udforsket i en række undersøgelser ledet af fysiker Yaroslav Tserkovnyak.
”Den vigtigste teoretiske tilgang, som vianvendt i vores undersøgelse - dette er den klassiske feltteori, - forklarede Zhang. Vi beskriver rum-tidsfordelingen af spins som et kontinuerligt vektorfelt, hvor topologiske strukturer og deres strømme kan bestemmes og undersøges. Den matematiske beskrivelse af "pindsvin" -strømme er underlagt principperne i teorien om elektromagnetisme. "
Forskerne brugte et eksperimentelten installation, hvor en "pindsvin" strøm indføres og detekteres ved hjælp af metalkontakter fastgjort til magnetens to ender. I dette scenarie kunne magneten ses som en leder, der bærer strømmen af topologiske spin-teksturer med endelig ledningsevne. Dette koncept åbner et enormt potentiale for brug af magnetiske isolatorer til langdistance transport.