自旋電子學：室溫旋轉自旋紋理的新途徑

在一些材料中，自旋形成納米和微米尺度內的復雜磁結構，其中磁化方向沿著特定方向扭曲和卷曲。這種結構的例子有磁泡、斯格明子和磁渦流。

自旋電子學的目標是利用這種微小的磁性結構來存儲數(shù)據(jù)或執(zhí)行邏輯運算，與當今占主導地位的微電子元件相比，功耗非常低。然而，大多數(shù)磁性紋理的生成和穩(wěn)定僅限于少數(shù)材料，并且可以在非常特定的條件(溫度、磁場等)下實現(xiàn)。

由 HZB 物理學家 Sergio Valencia 博士領導的一項國際合作現(xiàn)在研究了一種新方法，可用于在各種化合物中創(chuàng)建和穩(wěn)定復雜的自旋紋理，例如徑向渦旋。在徑向渦流中，磁化指向或遠離結構的中心。這種類型的磁性配置通常非常不穩(wěn)定。

在這種新穎的方法中，徑向渦流是在超導結構的幫助下產生的，而表面缺陷的存在實現(xiàn)了其穩(wěn)定性。

超導YBCO島

樣品由微米大小的島組成，該島由高溫超導體 YBCO 制成，上面沉積有鐵磁化合物。將樣品冷卻到 92 開爾文 (-181 °C) 以下時，YBCO 進入超導狀態(tài)。

在這種狀態(tài)下，施加外部磁場并立即去除。這個過程允許磁通量子的穿透和釘扎，進而產生雜散磁場。

正是這種雜散場在上面的鐵磁層中產生了新的磁性微結構：自旋從結構中心徑向發(fā)射，就像徑向渦流一樣。

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