Магнетни „јежеви“ преносе информације на велике даљине

Спинтроника је нова област научног истраживања усмерена на развој уређаја који

преноси, обрађује и чува информације,користећи сопствени угаони момент електрона, познат као спин. Кључни циљ истраживања спинтронике је да се идентификују стратегије за коришћење магнетних изолатора за пренос сигнала на велике удаљености.

Заузврат, магнетни изолатори су класаматеријали који се широко користе широм света, углавном због њихове способности да проводе електричне набоје. Баш као што метали проводе електрични набој, магнетни изолатори могу да врте окретање. Међутим, пошто се центрифуге ретко чувају у материјалима и имају тенденцију да нестану на великим удаљеностима, до сада се чинило да је употреба магнетних изолатора за постизање транспорта на велике домете тешка.

Истраживачи су недавно демонстрирали трансфермагнетни „јежеви“ великог домета, тродимензионалне тополошке спин структуре које се често примећују код обичних магнета. Резултати спроведеног истраживања наћи ће примену у развоју уређаја који подржавају идеје спинтронике.

„Наша идеја је да користимотополошке спин текстуре, а не саме спинове у сврху транспорта на велике домете, рекао је Сху Зханг, један од истраживача. - Магнетни „јеж“ - једна од врста тополошки заштићене спин текстуре, која обично постоји у тродимензионалним магнетима. Наш рад показује да је струја „јежа“ добро очувана величина и да се може проучавати како би се постигао транспорт на велике домете у магнетним изолаторима “.

Зханг и истраживање њених колега засновано је натеоријски постулат познат као тополошки закон очувања, који је истраживачима омогућио да користе идеју хидродинамике тополошких текстура спина. Ова идеја је претходно истражена у низу студија које је водио физичар Иарослав Тсерковниак.

„Главни теоријски приступ који мипримењено у нашој студији - ово је класична теорија поља, - објаснио је Зханг. Просторно-временску расподелу спинова описујемо као непрекидно векторско поље, преко којег се могу одредити и проучити тополошке текстуре и њихове струје. Математички опис „јежевих“ струја подлеже принципима теорије електромагнетизма “.

Истраживачи су користили експерименталниинсталација у којој се уводи и открива струја „јежа“ помоћу металних контаката причвршћених на два краја магнета. У овом сценарију, магнет се може посматрати као проводник који носи струју тополошких спин текстура са коначном проводношћу. Овај концепт отвара огроман потенцијал за употребу магнетних изолатора за транспорт на велике даљине.