我们日常使用的电子设备由电流供电。我们的客厅灯、洗衣机和电视就是这种情况,仅举几个例子。计算机中的数据处理还依赖于称为电子的微小电荷载体提供的信息。

Merons 在合成反铁磁体中实现

然而,自旋电子学领域采用了不同的概念。自旋电子学方法不是利用电子的电荷,而是利用它们的磁矩(换句话说,它们的自旋)来存储和处理信息,旨在使未来的计算机更加紧凑、快速和可持续。

基于这种方法处理信息的一种方法是使用称为斯格明子的磁涡旋,或者使用它们仍然知之甚少且更罕见的近亲“默龙”。两者都是由许多单独的自旋形成的集体拓扑结构。迄今为止,仅在天然反铁磁体中观察到了梅子,因此很难对其进行分析和操作。

在合成反铁磁体中寻找半子

美因茨约翰内斯古腾堡大学 (JGU) 的研究人员与日本东北大学和西班牙 ALBA 同步加速器光源的团队合作,首次证明了合成反铁磁体中存在梅子,从而证明了可以使用标准沉积技术。目前研究成果已发表在《自然通讯》杂志上。

“我们能够为一种非常‘害羞’的新物种设计一个新的栖息地,”JGU 物理学家罗伯特·弗罗姆特 (Robert Frömter) 博士说。该研究成果涉及设计合成反铁磁体,使其在其中形成梅子,以及检测梅子本身。

为了将相应的多层材料组合在一起,研究人员与 JGU 的理论小组合作进行了广泛的模拟并进行了自旋结构的分析计算。目标是确定每层的最佳厚度和合适的材料,以促进Meron的托管并了解其稳定性的标准。

在理论工作的同时,该团队还进行了实验来应对这些挑战。JGU 物理研究所的博士研究生 Mona Bhukta 解释说:“借助磁力显微镜与不太熟悉的扫描电子显微镜和偏振分析相结合,我们成功地识别了合成反铁磁体中的半子。” “因此,我们在梅龙的潜在应用方面迈出了一步。”