Spintronik, cihazları geliştirmeyi amaçlayan yeni bir bilimsel araştırma alanıdır.
Sırasıyla, manyetik izolatörler bir sınıftırTüm dünyada yaygın olarak kullanılan malzemeler, temel olarak elektrik yüklerini iletme kabiliyetleri nedeniyle. Metallerin elektrik yüklerini iletmesi gibi, manyetik izolatörler de dönüşler yapabilir. Bununla birlikte, dönüşler nadiren malzemelerde korunduğundan ve büyük mesafelerde kaybolma eğiliminde olduğundan, şimdiye kadar, uzun menzilli taşıma sağlamak için manyetik izolatörlerin kullanılması bir zorluk gibi görünüyordu.
Araştırmacılar son zamanlarda transferi gösterdiuzun menzilli manyetik "kirpi", genellikle sıradan mıknatıslarda gözlenen üç boyutlu topolojik spin yapıları. Yapılan araştırmanın sonuçları, spintroniklerin fikirlerini destekleyen cihazların geliştirilmesinde uygulama bulacaktır.
"Bizim fikrimiz kullanmakAraştırmacılardan biri olan Shu Zhang, uzun menzilli taşıma amacıyla spinlerin kendileri değil topolojik spin dokuları olduğunu söyledi. - Manyetik "kirpi" - genellikle üç boyutlu mıknatıslarda bulunan topolojik olarak korunan spin doku türlerinden biridir. Çalışmamız, "kirpi" akımının iyi korunmuş bir miktar olduğunu ve manyetik izolatörlerde uzun menzilli taşıma sağlamak için araştırılabileceğini gösteriyor. "
Zhang ve meslektaşlarının araştırması,Araştırmacıların topolojik spin dokularının hidrodinamiği fikrini kullanmalarına izin veren, topolojik koruma yasası olarak bilinen teorik bir varsayım. Bu fikir daha önce fizikçi Yaroslav Tserkovnyak liderliğindeki bir dizi çalışmada araştırılmıştı.
"Yaptığımız temel teorik yaklaşımZhang, çalışmamızda uygulanan - bu klasik alan teorisidir - açıklamıştır. Spinlerin uzay-zaman dağılımını, üzerinde topolojik dokuların ve akımlarının belirlenip incelenebileceği sürekli bir vektör alanı olarak tanımlıyoruz. "Kirpi" akımlarının matematiksel tanımı, elektromanyetizma teorisinin ilkelerine tabidir. "
Araştırmacılar deneysel birmıknatısın iki ucuna takılı metal kontaklar kullanılarak bir "kirpi" akımının verildiği ve algılandığı bir kurulum. Bu senaryoda, mıknatıs, sonlu iletkenliğe sahip topolojik spin dokularının akımını taşıyan bir iletken olarak görülebilir. Bu konsept, uzun mesafeli ulaşım için manyetik izolatörlerin kullanımı için büyük bir potansiyel yaratmaktadır.