下一代信息技術:自旋電子學
十年前,被稱為磁性Skyrmions的準粒子發(fā)現(xiàn)為微觀自旋織構如何使自旋 電子學成為可能提供了重要的新線索,自旋電子學是一種利用電子自旋方向而不是電荷來編碼數(shù)據(jù)的新型電子學。盡管科學家們在這個非常年輕的領域取得了巨大的進步,但他們仍然不完全了解如何設計出能夠實現(xiàn)超小型、超高速、低功耗器件的自旋電子學材料。 Skyrmions看起來很有希望,但科學家們長期以來一直將Skyrmions僅僅視為二維物體。然而,最近的研究表明,2D Skyrmions實際上可能是3D自旋模式Hopfion的起源。但是還沒有人能夠通過實驗證明納米尺度上存在磁性Hopfion。 現(xiàn)在,由伯克利實驗室共同領導的一個研究小組在《自然通訊》上報道了首次在磁性系統(tǒng)中以納米尺度(十億分之一米)展示和觀察到的從skyrmions中出現(xiàn)的3D Hopfion。研究人員說,他們的發(fā)現(xiàn)預示著在實現(xiàn)高密度、高速、低功耗、超穩(wěn)定的磁存儲設備方面向前邁出了一大步,這種磁存儲設備利用了電子自旋的固有能量。 研究人員不僅證明了像3D Hopfion這樣復雜的自旋紋理的存在,他們還演示了如何研究和利用它們。根據(jù)之前的研究,hopfion與skyrmions不同,當它們在設備上移動時不會漂移,因此是數(shù)據(jù)技術的優(yōu)秀候選。此外,英國的理論合作者預測,Hopfion可能從多層2D磁系統(tǒng)中產(chǎn)生。 |