スピントロニクスは、次のようなデバイスの開発を目的とした新しい科学研究分野です。
次に、磁気絶縁体はクラスです主に電荷を伝導する能力のために、世界中で広く使用されている材料。金属が電荷を伝導するように、磁気絶縁体はスピンを伝導することができます。しかし、スピンが材料に保存されることはめったになく、遠距離で消える傾向があるため、これまで、磁気絶縁体を使用して長距離輸送を実現することは困難であると思われていました。
研究者は最近、転送を実証しました通常の磁石でよく見られる長距離磁気「ハリネズミ」、3次元トポロジースピン構造。実施された研究の結果は、スピントロニクスのアイデアをサポートするデバイスの開発に応用できるでしょう。
「私たちのアイデアは研究者の一人であるShuZhang氏は、長距離輸送を目的とした、スピン自体ではなく、トポロジー的なスピンテクスチャーについて述べています。 -磁気「ハリネズミ」-トポロジー的に保護されたスピンテクスチャの1つで、通常は3次元磁石に存在します。私たちの研究は、「ハリネズミ」電流がよく保存された量であり、磁気絶縁体の長距離輸送を達成するために調査できることを示しています。
張と彼女の同僚の研究はに基づいていますトポロジカル保存則として知られる理論的仮定。これにより、研究者はトポロジカルスピンテクスチャの流体力学のアイデアを使用できるようになりました。このアイデアは、物理学者のYaroslavTserkovnyakが率いる一連の研究で以前に検討されました。
「私たちが行う主な理論的アプローチ私たちの研究に適用された-これは古典的な場の理論である-張は説明した。スピンの時空分布を連続ベクトル場として記述し、その上でトポロジカルテクスチャとその電流を決定して研究することができます。 「ハリネズミ」電流の数学的記述は、電磁気学の理論の原理に従います。」
研究者は実験を使用しました磁石の両端に取り付けられた金属接点を使用して「ハリネズミ」電流が導入および検出される設備。このシナリオでは、磁石は、有限の導電率を持つトポロジカルスピンテクスチャの電流を運ぶ導体と見なすことができます。このコンセプトは、長距離輸送用の磁気絶縁体の使用に大きな可能性を開きます。