以磁为旋转:探索天空动物的奥秘

以磁为旋转:探索天空动物的奥秘

美国能源部艾姆斯实验室的科学家们发现了天空中零场状态的弛豫动力学,这是一种旋转的磁现象,在数据存储和旋转电子设备中有潜在的应用。

Skyrmins是纳米尺度的磁极漩涡或漩涡,在磁性材料(一种可以在电流推动下穿过材料的准粒子)内形成晶格。这些特性吸引了科学家的兴趣,他们认为这一现象可能会导致数据存储的下一个重大进步,使数字技术变得越来越快和越来越小。

然而,还有一些重大挑战需要克服。直到最近,Skyrmins还只是在极低的温度下观察到的一种现象。此外,外部磁力使其目前不适用于应用。

艾姆斯实验室材料科学与工程部的科学家林周说:“为了在设备中真正有用,这些磁涡流需要能够在没有外部磁场的帮助下存在。”

考虑到这一点,她和艾姆斯实验室的其他研究人员研究了Fege,一种铁锗磁性材料,该材料在迄今为止的最高温度范围内,在具有类似或B20结构的晶体中显示了Skyrmins。

艾姆斯实验室的科学家与外部合作者通过暴露于磁场和液氮过冷,能够在样品中建立一个摩天点阵。利用一种称为洛伦兹透射电子显微镜(L-TEM)的高分辨率显微镜方法,研究小组能够在零磁场中观察天基晶格,然后在温度升高时观察天基晶格的衰变。这项直接的观察产生了关键的新信息,说明了天空终端是如何运作的,以及它们如何恢复到“正常”(科学家称之为亚稳态)的磁状态。

周说:“我们在没有磁场的情况下稳定了这些天空,我们的显微镜技术使我们能够真正观察到涡旋是如何随时间、温度和磁场而变化的,我们认为它为理论家更好地理解这一现象提供了非常坚实的基础。”

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