Спінтроніка - це нова область наукових досліджень, спрямована на розробку пристроїв, які
У свою чергу, магнітні ізолятори - це класматеріалів, широко використовуваних у всьому світі, в основному через їх здатності проводити електричні заряди. Так само, як метали проводять електричні заряди, магнітні ізолятори можуть проводити спини. Проте, оскільки спини рідко зберігаються в матеріалах і мають тенденцію зникати на великих відстанях, до сих пір використання магнітних ізоляторів для досягнення перенесення на великі відстані здавалося складним завданням.
Нещодавно дослідники продемонстрували перенесенняна великі відстані магнітних «їжаків», тривимірних топологічних спінових структур, які часто спостерігаються в звичайних магнітах. Результати проведених дослідження знайдуть застосування в розробці пристроїв, що підтримують ідеї спінтроніки.
«Наша ідея полягає в тому, щоб використовуватитопологічні спінові текстури, а не самі спини, з метою перенесення на великі відстані, - розповіла Шу Чжан, один з дослідників. - Магнітний «їжачок» - один з типів топологічно захищеної спінової текстури, яка зазвичай існує в тривимірних магнітах. Наша робота показує, що "Єжов" ток є добре зберігається величиною і може бути досліджений для досягнення перенесення на великі відстані в магнітних ізоляторах ».
Дослідження Чжан і її колег засноване натеоретичному постулаті, відомому як топологічний закон збереження, яка дозволила дослідникам використовувати ідею гідродинаміки топологічних спінових текстур. Ця ідея раніше була досліджена в серії досліджень під керівництвом фізика Ярослава Церковняк.
«Основний теоретичний підхід, який мизастосували в нашому дослідженні, - це класична теорія поля, - пояснила Чжан. Ми описуємо просторово-часовий розподіл спінів як безперервне векторне поле, поверх якого можна визначати і вивчати топологічні текстури і їх струми. Математичний опис "їжакових" струмів підпорядковується принципам теорії електромагнетизму ».
Дослідники використовували експериментальнуустановку, в якій струм «їжака» вводиться і виявляється за допомогою металевих контактів, прикріплених до двох кінцях магніту. У цьому сценарії магніт можна було розглядати як провідник, який переносить ток топологічних спінових текстур з кінцевої провідністю. Ця концепція відкриває величезний потенціал використання магнітних ізоляторів для транспортування на великі відстані.