Spintronika to nowa dziedzina badań naukowych, której celem jest opracowanie urządzeń, które
Z kolei izolatory magnetyczne to klasamateriały szeroko stosowane na całym świecie, głównie ze względu na ich zdolność do przewodzenia ładunków elektrycznych. Podobnie jak metale przewodzą ładunki elektryczne, izolatory magnetyczne mogą przewodzić spiny. Ponieważ jednak spiny rzadko są konserwowane w materiałach i mają tendencję do zanikania na dużych odległościach, do tej pory użycie izolatorów magnetycznych do uzyskania transportu na duże odległości wydawało się wyzwaniem.
Naukowcy niedawno wykazali ten transfermagnetyczne „jeże” na duże odległości, trójwymiarowe topologiczne struktury spinowe, które często obserwuje się w zwykłych magnesach. Wyniki przeprowadzonych badań znajdą zastosowanie w rozwoju urządzeń wspierających idee spintroniki.
„Nasz pomysł polega na użyciutopologiczne tekstury spinów, a nie same spiny, do celów transportu na duże odległości, powiedział Shu Zhang, jeden z badaczy. - Magnetyczny "jeż" - jeden z rodzajów topologicznie chronionej tekstury spinowej, która zwykle występuje w trójwymiarowych magnesach. Nasza praca pokazuje, że prąd "jeżowy" jest wielkością dobrze chronioną i można go zbadać, aby uzyskać transport na duże odległości w izolatorach magnetycznych. "
Na podstawie badań Zhang i jej współpracownikówpostulat teoretyczny znany jako topologiczne prawo zachowania, który pozwolił badaczom wykorzystać ideę hydrodynamiki topologicznych tekstur spinowych. Idea ta została wcześniej zbadana w serii badań prowadzonych przez fizyka Jarosława Cerkowniaka.
„Główne podejście teoretyczne, że myzastosowana w naszych badaniach - to klasyczna teoria pola - wyjaśnił Zhang. Rozkład czasoprzestrzenny spinów opisujemy jako ciągłe pole wektorowe, w którym można określić i zbadać tekstury topologiczne i ich prądy. Matematyczny opis prądów „jeżowych” podlega zasadom teorii elektromagnetyzmu ”.
Naukowcy zastosowali eksperymentinstalacja, w której prąd „jeża” jest wprowadzany i wykrywany za pomocą metalowych styków przymocowanych do dwóch końców magnesu. W tym scenariuszu magnes można postrzegać jako przewodnik przenoszący prąd topologicznych tekstur spinowych o skończonej przewodności. Koncepcja ta stwarza ogromny potencjał dla stosowania izolatorów magnetycznych do transportu na duże odległości.