作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 在一个三维的磁绝缘体中，去精细化的磁刺猬和反刺猬被驱动反向运动，产生了一个可以实现远距离传输的净刺猬电流
授信人:邹、张、曾氏(2021)
自旋电子学是一个新兴的研究领域，旨在开发利用电子的固有角动量即自旋来传输、处理和存储信息的设备
自旋电子学研究的一个关键目标是确定使用磁绝缘体实现信号长距离传输的策略
磁性绝缘体是一类在世界范围内广泛使用的材料，主要是因为它们能够传导电荷
就像金属传导电荷一样，磁性绝缘体可以传导自旋
尽管如此，由于自旋在材料中很少守恒，而且往往会在很长一段距离内消失，到目前为止，使用磁绝缘体来实现长距离传输被证明极具挑战性
研究人员最近展示了磁性刺猬的长距离运输，这是一种在普通磁铁中经常观察到的三维拓扑自旋结构
发表在《物理评论快报》上的一篇论文概述了他们的工作，这可能对自旋电子器件的发展产生重要影响
进行这项研究的研究人员之一张数告诉《物理》杂志说:“我们的想法是为了远程传输而求助于拓扑自旋纹理，而不是自旋本身。”
（同organic）有机
“磁性刺猬是一种拓扑保护的自旋结构，一般存在于三维磁体中
我们的工作表明，刺猬电流是一个很好的守恒量，可以用来实现磁绝缘体中的长程输运
" 张和她的同事最近的研究是基于一个被称为拓扑守恒定律的理论构造，这使得研究人员能够利用拓扑自旋结构的流体力学的思想
物理学家雅罗斯拉夫·策尔科温亚克领导的一系列研究已经探索了这个想法
“我们在研究中应用的主要理论方法是经典场论，”张解释说
“我们将自旋的时空分布描述为一个连续的向量场，在此基础上可以定义和研究拓扑结构及其电流
我们发现刺猬电流的数学描述实际上与最著名的电磁场理论有相似之处
" 当他们着手研究长程飘移时，张和她的同事们特别考虑了一种“典型的”实验上可行的装置，在这种装置中，刺猬的电流通过附着在磁铁两端的金属触点被注入和检测
在他们的论文中，他们提出，在这种情况下，磁体可以被看作是一个导体，以有限的电导传输拓扑自旋结构的电流
这一想法最终凸显了使用磁性绝缘体实现长距离运输的潜力
“我认为这是非常令人兴奋的设想的可能性，常规的磁性绝缘子可以用于长途运输，”张说
“由于没有焦耳加热，这将使高能量效率的各种自旋电路的实现成为可能
" 在未来，这项研究可以启发其他研究团队进一步研究拓扑自旋结构的传输动力学，特别是磁性刺猬的传输动力学
控制这些动态的有效策略的发展将最终为使用三维磁性材料的自旋电子器件中信息的长距离传输开辟新的可能性
“我们希望很快看到我们的想法在实验中得到验证，”张说
“我们目前的工作是基于对自旋的经典或半经典考虑
在未来，观察拓扑自旋结构如何有助于量子磁体中的输运将会很有趣
"
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