作者:RIKEN 图1:硅化钆钌的晶体结构，它可以容纳旋转磁晕的正方形晶格(橙色=钆；绿色=钌；蓝色=硅)
信用:Y
Yasui等人
抄送4
0 RIKEN物理学家发现了电子之间的相互作用如何稳定被称为skyrmi ons的旋转磁模式的重复排列，这可能有助于进一步利用这些结构。
电子的自旋使它的行为像一个微型磁铁
在天空中，许多这样的旋转排列成漩涡状，类似于微小的龙卷风
Skyrmions作为新一代高密度、低能耗数据存储设备中的一种信息传输方式，极具前景
sky rmion的行为就像它们是不同的粒子，多个sky rmion可以在某些类型的材料中排列成一个规则的网格
但是研究人员仍然在争论这些稳定的天顶晶格是如何形成的
为了发现更多关于skyrmion晶格的信息，RIKEN紧急物质科学中心的蓝泽优希·亚井和他的同事们研究了一种叫做钆钌硅化物的金属材料。无花果
1)
这种材料的钆原子中的电子在很大程度上决定了它的磁性，而钌原子贡献了更具流动性的“流动”电子
该团队先前发现，通过对材料施加磁场，他们可以创建一个正方形的天顶晶格，以大约2纳米的间隔排列成网格图案
在这项新的研究中，他们使用了一种叫做光谱成像扫描隧道显微镜的技术来研究二氧化钆中的流动电子
研究人员将材料冷却至271摄氏度，并施加一系列磁场来产生不同的磁场模式
硅扫描隧道显微镜测量显示，材料的磁性模式的变化反映在流动电子的分布上
至关重要的是，研究小组还发现，由于局域电子和流动电子的自旋之间的相互作用，skyrmion晶格图案印在了材料的流动电子上
研究人员认为，这些相互作用可能在方形天顶晶格的形成中发挥重要作用
“提出的机制稳定了天极晶格，”亚井说
该团队还基于局域电子和流动电子之间的相互作用进行了理论计算，以预测不同磁场下材料中流动电子的分布
这些分布非常类似于标准结构模型观察到的模式，支持了研究者提出的机制
除了提供关于天合晶格是如何稳定的线索外，研究还表明，自旋共振可以用来间接监测天合晶格的行为
“这可以为研究人员提供一个有用的工具来研究其他材料中的天顶晶格，”Yasui说
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