Хопфионы, или магнитные спиновые структуры - это квазичастицы, представляющие собой топологические структуры в виде хорошо локализованных конфигураций полей, были предсказаны десятилетия назад. Это увлекательная и сложная тема исследований, которая привлекает внимание ученых всё это время. Недавно в журнале Nature были опубликованы первые экспериментальные данные, полученные в результате совместной работы шведских, немецких и китайских исследователей, подверждающие существование хопфионов. Эти результаты имеют огромное значение как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения, поскольку они помогают установить связь между экспериментальной физикой и абстрактной математической теорией, что может привести к новым открытиям в области спинтроники.
Спинтроника - это прикладная наука, изучающая вращение электронов. Она предлагает возможности для объединения электричества и магнетизма электронов, что может привести к созданию новых электронных устройств. Теоретические изыскания в этом направлени предсказали существования таких топологических структур с уникальными свойствами как магнитные скирмионы и хопфионы. Они привлекают такое большое внимание у исследователей в последнее десятилетие.
Образно выражаясь, скирмионы представляют собой двумерные вихревые струны, а хопфионы - трехмерные структуры внутри магнитного образца, которые напоминают скрученные струны скирмионов с формой бублика. Несмотря на то, что в последние годы проведено множество исследований, прямое наблюдение подобных магнитных топологических структур было зафиксировано только в синтетических материалах. Однако недавние эксперименты, проведенные с использованием просвечивающей электронной микроскопии и голографии на кристалле пластины FeGe типа B20, позволили впервые подтвердить существование таких структур в реальных материалах. Полученные результаты полностью соответствуют микромагнитному моделированию и обладают высокой воспроизводимостью.
Новые открытия открывают двери к новым возможностям в области спинтроники и могут привести к разработке передовых технологий электроники. Более тщательное изучение и понимание хопфионов и магнитных спиновых структур поможет нам использовать их в будущих приложениях, таких как более эффективные электронные устройства и системы хранения данных.
Источник:
Николай Киселев, Кольца Хопфиона в кубическом киральном магните (Nikolai Kiselev, Hopfion rings in a cubic chiral magnet), Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06658-5
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!