Первые микроскопические посмотреть на крошечную явление с большими потенциальными последствиями

Материя ведет себя иначе, когда он крошечный. На наноуровне, электрический ток проходит через горы частиц, закручивая их в вихри, которые могут быть использованы намеренно в квантовых вычислениях. Частицы объединяются в топологической карте, но линии размытия как электроны сливаются в неразличимый квазичастиц с меняющимися свойствами. Хитрость заключается в том, чтобы научиться контролировать такие сменные материалы.

Впервые, исследователи сделали микроскопический взгляд на этот процесс. Международная команда опубликовала свои результаты на 11 июля 2019 года по физике коммуникаций, в природе журнала.

В некоторых проводящих материалов, таких как кремния марганца (MnSi), квазичастицы могут накапливаться в магнитный skyrmion с вихревыми формы и движения. В skyrmion создает решетку точек подключения в MnSi Кристалл.

«Магнитные скирмионы вызвали интерес в связи с возможностью применения спинтроники», — сказал Таку Сато, автор исследования и профессор Института междисциплинарных исследований перспективных материалов Университета Тохоку.

Спинтроника относятся к теоретической электронике, которые зависят не только от состояния заряда тока, но и от характеристик электронов для передачи и хранения квантовой информации.

«Первым шагом к реализации такой спинтронных приложений скирмионов может быть электрический ток управление потоком skyrmion», — сказал Сато. «После создания skyrmion почти никогда не будут уничтожены. Он также настоятельно пары электрический ток, то есть он занимает очень мало тока для перемещения системы».

Чтобы понять, как электрический ток воздействует на магнитную skyrmion изменения под электрический ток, ученые использовали метод малоуглового рассеяния нейтронов. Они питается пучка нейтронов через кристалл MnSi, вызывающие skyrmion частиц реагировать — нейтроны буквально рассеивают против и вокруг компонентов системы skyrmion. Как они рассеивают говорит исследователям о системе.

В этом случае, исследователи увидели, что структура решетки skyrmion деформировалась, вызывая вихревое движение skyrmion изменить. Они также увидели, что края skyrmion были значительно нарушены, как будто его толкали против себя. Сато объясняет это тем, что он назвал «приперся края». В skyrmion может толкать свои пределы внешнего, вызывая трение.

«Такой эффект трения не сообщается на сегодняшний день, насколько нам известно», — сказал Сато. «Это принципиальный ключевой информации для реалистичной спинтроники конструкция устройства с использованием магнитного sykrmions».

Сато и его команда планируют продолжить изучение динамики магнитных скирмионов с конечной целью разработки спинтронных устройств.