Spintronik ist ein neues Gebiet der wissenschaftlichen Forschung, das auf die Entwicklung von Geräten abzielt
Magnetisolatoren sind wiederum eine KlasseMaterialien, die auf der ganzen Welt weit verbreitet sind, hauptsächlich aufgrund ihrer Fähigkeit, elektrische Ladungen zu leiten. So wie Metalle elektrische Ladungen leiten, können magnetische Isolatoren Spins leiten. Da Spins jedoch selten in Materialien konserviert sind und dazu neigen, in großen Entfernungen zu verschwinden, schien die Verwendung von Magnetisolatoren zur Erzielung eines Ferntransports bisher schwierig zu sein.
Forscher haben kürzlich den Transfer demonstriertmagnetische "Igel" mit großer Reichweite, dreidimensionale topologische Spinstrukturen, die häufig in gewöhnlichen Magneten beobachtet werden. Die Ergebnisse der durchgeführten Forschung werden Anwendung in der Entwicklung von Geräten finden, die die Ideen der Spintronik unterstützen.
„Unsere Idee ist es, zu verwendenTopologische Spin-Texturen, nicht die Spins selbst, zum Zweck des Ferntransports, sagte Shu Zhang, einer der Forscher. - Magnetischer "Igel" - eine der Arten von topologisch geschützter Spin-Textur, die normalerweise in dreidimensionalen Magneten vorkommt. Unsere Arbeit zeigt, dass der "Igel" -Strom eine gut konservierte Größe ist und untersucht werden kann, um einen Ferntransport in Magnetisolatoren zu erreichen. "
Die Forschung von Zhang und ihren Kollegen basiert aufEin theoretisches Postulat, das als topologisches Erhaltungsgesetz bekannt ist und es Forschern ermöglichte, die Idee der Hydrodynamik topologischer Spin-Texturen zu nutzen. Diese Idee wurde zuvor in einer Reihe von Studien untersucht, die vom Physiker Yaroslav Tserkovnyak durchgeführt wurden.
„Der wichtigste theoretische Ansatz, den wir habenangewendet in unserer Studie - das ist die klassische Feldtheorie -, erklärte Zhang. Wir beschreiben die Raum-Zeit-Verteilung von Spins als kontinuierliches Vektorfeld, über das topologische Texturen und ihre Ströme bestimmt und untersucht werden können. Die mathematische Beschreibung von "Igel" -Strömen unterliegt den Prinzipien der Theorie des Elektromagnetismus. "
Die Forscher verwendeten ein Experimenteine Installation, in der ein "Igel" -Strom eingeführt und unter Verwendung von Metallkontakten erfasst wird, die an zwei Enden des Magneten angebracht sind. In diesem Szenario könnte der Magnet als Leiter angesehen werden, der den Strom topologischer Spin-Texturen mit endlicher Leitfähigkeit führt. Dieses Konzept eröffnet ein großes Potenzial für die Verwendung von Magnetisolatoren für den Ferntransport.