瑞士联邦材料科学与技术实验室 sky rmion是在超高真空沉积室中制造的:使用溅射沉积技术，Empa的一组研究人员在室温下成功地在精细调整的超薄金属层中制造出可区分的sky rmion
图片:Empa 原子之间微小尺度的磁相互作用可以创造出独特的状态，比如天顶子
超晶格具有特殊的性质，可以存在于某些材料系统中，例如不同的亚纳米厚金属层的“叠层”
基于摩天大楼(只有几纳米大小)的现代计算机技术有望实现一种极其紧凑和超高速的数据存储和处理方式
作为一个例子，一个关于带skyrmions的数据存储的概念可以是，比特1和0由给定skyrmion的存在和不存在来表示
这个概念因此可以用在“赛道”记忆中
但是，在数据传输期间移动时，数值1的天差和数值0的天差之间的距离必须保持不变，否则可能会出现较大的误差
作为更好的选择，具有不同大小的skyrmions可以用于表示0和1
这样，这些珍珠就可以像细绳上的珍珠一样被运送，而珍珠之间的距离不会起到太大的作用
到目前为止，两种不同类型的sky rmion(sky rmion和skyrmion bobber)的存在仅在理论上被预测，并且仅在特殊生长的单晶材料中被实验证明
然而，在这些实验中，黑洞只存在于极低的温度下
这些限制使得这种材料不适合实际应用
由Empa的汉斯·约瑟夫·胡克斯领导的研究小组现在已经成功地解决了这个问题:“我们已经生产了一个由各种亚纳米厚的铁磁、贵金属和稀土金属层组成的多层系统，其中两种不同的skyrmion态可以在室温下共存，”胡克斯说
他的团队一直在使用他们在Empa开发的磁力显微镜研究超薄铁磁性多层系统的超磁致伸缩特性
在最近的实验中，他们制作了由下列金属制成的材料层:铱、铁、钴、铂以及稀土金属铽和钆
天空的示意图(左):箭头代表磁矩的方向；在可调多层系统中观察到的两种不同类型的天顶的磁力显微镜图像(右图):两种颜色级别，浅蓝色和深蓝色，区分了这两种天顶
信用:Empa 在两个产生天顶的铁磁性多层膜之间——其中铱/铁/钴/铂层的组合被覆盖了五次——研究人员插入了一个由三丁基锡化合物合金层和钴层组成的铁磁性多层膜
这一层的特殊之处在于它不能自己生成skyrmions
另一方面，外层的两层产生大量的天顶
研究人员调整了两种金属Tb和Gd的混合比例以及中心层中TbGd和钴层的厚度，使其磁性能受到外层的影响:铁磁层“迫使”天顶进入中心亚铁磁层
这导致多层系统中存在两种不同类型的天空反射
实验和理论证据 由于它们的大小和强度不同，用磁力显微镜可以很容易地区分这两种类型的天体
更大的天顶磁场也能产生更强的磁场，穿透整个多层系统
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还有中间的亚铁磁多层
另一方面，较小的、较弱的skyrmion仅存在于两个外层多层中
这是关于在数据处理中可能使用sky rmion的最新结果的重要意义:如果二进制数据(0和1)要被存储和读取，它们必须是清晰可辨的，这在这里可以通过两种不同类型的sky rmion来实现
两个外层铁磁多层产生高密度的天顶，并以这样的方式影响中心亚铁磁多层，使得外层的一些天顶能进入中间的天顶
这就产生了两种不同类型的skyrmions，可用于位0和1
信用:Empa 使用磁力显微镜，对这些多层的各个部分进行相互比较
这使得Hug的团队能够确定不同的天际线出现在哪一层
此外，微磁学计算机模拟证实了实验结果
这些模拟是与维也纳大学和墨西拿大学的理论家合作进行的
该研究的第一作者，Empa研究人员安德拉达-奥纳·曼德鲁(Andrada-Oana Mandru)希望，在实际应用中的一个主要挑战已经被克服:“我们使用溅射技术开发的多层膜原则上也可以在工业规模上生产，”她说
此外，类似的系统有可能在未来用于构建具有更大存储密度的三维数据存储设备
该团队最近在著名的《自然通讯》杂志上发表了他们的工作
赛道记忆 这种存储器的概念是在2004年由国际商用机器公司设计的
它包括通过磁畴在一个地方写信息——我
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磁性对齐的区域，然后通过电流在设备内快速移动它们
一位对应于这样的磁畴
例如，这个任务可以由天合联盟执行
这些磁性信息单元的载体材料是纳米线，它比人的头发细一千多倍，因此有望成为一种极其紧凑的数据存储形式
数据在线路上的传输速度也非常快，比传统闪存快100，000倍，能耗也低得多
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