La spintronique est un nouveau domaine de recherche scientifique visant à développer des dispositifs qui
À leur tour, les isolateurs magnétiques sont une classematériaux largement utilisés dans le monde entier, principalement en raison de leur capacité à conduire des charges électriques. Tout comme les métaux conduisent les charges électriques, les isolateurs magnétiques peuvent conduire des spins. Cependant, comme les spins sont rarement conservés dans les matériaux et ont tendance à disparaître sur de grandes distances, jusqu'à présent, l'utilisation d'isolateurs magnétiques pour réaliser un transport à longue distance a semblé difficile.
Des chercheurs ont récemment démontré le transfert"hérissons" magnétiques à longue portée, structures de spin topologiques tridimensionnelles qui sont souvent observées dans les aimants ordinaires. Les résultats des recherches menées trouveront une application dans le développement de dispositifs qui soutiennent les idées de la spintronique.
«Notre idée est d'utilisertextures topologiques de spin, pas les spins eux-mêmes, dans le but de transport longue distance, a déclaré Shu Zhang, l'un des chercheurs. - "Hérisson" magnétique - un type de texture de spin protégée topologiquement, qui existe généralement dans les aimants tridimensionnels. Nos travaux montrent que le courant «hérisson» est une quantité bien conservée et peut être étudié pour réaliser un transport à longue distance dans des isolateurs magnétiques.
Les recherches de Zhang et de ses collègues sont basées surun postulat théorique connu sous le nom de loi de conservation topologique, qui a permis aux chercheurs d'utiliser l'idée d'hydrodynamique des textures topologiques de spin. Cette idée a déjà été explorée dans une série d'études menées par le physicien Yaroslav Tserkovnyak.
«La principale approche théorique que nousappliquée dans notre étude - c'est la théorie classique des champs, - a expliqué Zhang. Nous décrivons la distribution spatio-temporelle des spins comme un champ vectoriel continu, sur lequel les textures topologiques et leurs courants peuvent être déterminés et étudiés. La description mathématique des courants «hérisson» est soumise aux principes de la théorie de l'électromagnétisme ».
Les chercheurs ont utilisé une expérienceune installation dans laquelle un courant «hérisson» est introduit et détecté à l'aide de contacts métalliques fixés à deux extrémités de l'aimant. Dans ce scénario, l'aimant pourrait être considéré comme un conducteur transportant le courant de textures topologiques de spin à conductivité finie. Ce concept ouvre un énorme potentiel pour l'utilisation d'isolateurs magnétiques pour le transport longue distance.