Электроны обладают зарядом и спином, однако, лишь относительно недавно их спиновым свойствам стали уделять пристальное внимание. Начиная с 1988 года, с момента открытия гигантского магниторезистивного эффекта в магнитных многослойных плёнках, было положено начало эффективному управлению движения электронов, воздействуя на их спиновый момент (рис.42). Открытие этого явления и дало начало новому направлению в электронике - спинтронике, в которой используется действие спина на подвижность электронов в ферромагнитных металлах...
В последние годы спинтроника, научное направление, изучающее использование спина - внутреннего углового момента электронов, - значительно прогрессировала. Исследователи сделали важный шаг вперед, приблизившись к созданию энергоэффективных устройств, которые используют сложные магнитные структуры, известные как скирмионы. Эти микроскопические магнитные вихри, управляемые небольшими токами или электрическими полями, обещают революцию в области информационных и коммуникационных технологий. Скирмионы, изучаемые в этих исследованиях, находились в материале моносилицид марганца, который является гелимагнетом, то есть материалом, чьи спины выстраиваются в уникальные спиральные структуры. Исследователи использовали чрезвычайно чувствительные приборы для точного измерения магнитных возбуждений в состояниях скирмиона, что позволило им заглянуть в самую суть их магнитных свойств. Основным инструментом, применяемым учеными, стала техника спинового эха нейтронов, которая обеспечивает высокую точность в изучении магнитной динамики на молекулярном уровне. Этот метод включает в себя освещение образцов пучком нейтронов, что позволяет анализировать, как магнитные поля влияют на спин и скорость нейтронов. Применение этой передовой техники позволило исследователям достичь значительного прогресса в понимании динамики скирмионов. Они обнаружили, что струноподобные структуры скирмионов в моносилициде марганца способствуют асимметричному рассеянию магнитных возбуждений. Это наблюдение подтвердило предположения о том, что эти возбуждения могут определять, движутся ли они параллельно или антипараллельно оси вихревых скирмионов. Такое глубокое понимание магнитных свойств материалов открывает новые горизонты для разработки более продвинутых и эффективных спинтронных устройств.