(1)科学家首次观测到磁斯格明子霍尔效应
科学家首次观测到磁斯格明子霍尔效应
本报讯(记者朱汉斌 通讯员马明霞夏静)记者从香港中文大学(深圳)获悉,由该校、清华大学、美国阿贡国家实验室等单位组成的国际团队,从实验上首次直接观测到了磁性薄膜中的斯格明子霍尔效应,并揭示了其与传统电荷霍尔效应的相似性。相关研究近日在线发表于《自然—物理学》。
磁性斯格明子是一种具有准粒子特性的拓扑自旋构形,可存在于具有螺旋交换作用的磁体中。理论预言电流驱动的磁性斯格明子会表现出霍尔效应的动力学行为,但实验上还未能观察到该现象。
研究人员采用微磁学模拟以及磁光克尔显微镜成像技术,在室温下成功地观测到了拓扑电荷的霍尔效应。与传统电荷在磁场中的霍尔效应类似,该研究表明由于受到拓扑马格纳斯力的影响,拓扑电荷会聚集在样品的侧边,从而展示出宏观的斯格明子霍尔效应。
与中心反演对称破缺的手性块体材料不同的是,此结果是利用界面的反演对称性破缺,强的自旋轨道耦合,在非磁性重金属/超薄铁磁体/绝缘体异质结这一低维人工磁性系统中实现的。研究人员表示,斯格明子霍尔效应的成功观察将会为这个新兴领域创造新的契机。
《中国科学报》 (2016-09-28第4版 综合)
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/9/357383.shtm
斯格明子,英文名:skyrmion,是英国物理学家托尼-斯格明(TonySkyrme)于1962年首次发现,具有微型磁场,环绕着原子结构。2013年德国汉堡大学罗兰-威森丹杰和同事共同完成一项研究,发现斯格明子能够将笔记本计算机硬盘缩小至花生大小。这一发现将有助于计算机硬件设备的进一步改进。
据国外媒体报道,科学家最新发现的一种奇特粒子能够将笔记本计算机硬盘缩小至花生大小,将iPod平板电脑的硬盘缩小至米粒大小。
这种粒子叫做"斯格明子(skyrmion)",它比传统磁性介质更具稳定性,且需要能量较少,除了以超紧凑介质方式存储数据,斯格明子还能结合存储处理能力使计算机运行速度更快,并使硬盘的体积缩小,同时具备桌面计算机的运算能力。
德国汉堡大学罗兰-威森丹杰(Roland Wiesendanger) 带领克里斯汀-凡-伯格曼(Kristen vonBergmann)等同事共同完成这项研究,该研究报告发表在2013年8月8日出版的《科学》杂志上。
斯格明子听起来有点儿像源自奇幻小说,但事实上是英国物理学家托尼-斯格明(TonySkyrme)于1962年首次发现这种粒子的存在,斯格明子具有微型磁场,环绕着原子结构。
磁场是数据存储的基础,在普通的磁体中,原子内部旋转电子以相同方式排列,从而形成特有的磁场。这些磁场植入金属合金中构成1和0,用于存储计算机数据。但是这些二进制数据必须拥有相同的间距,从而保证运行正常。将它们近距离放置在一起,磁场开始彼此"粘贴",最终形成数据。
在斯格明粒子内部,旋转电子指向不同的方向,从而使磁场当彼此接近时很难彼此粘在一起。事实上,克里斯汀和她的同事能够将斯格明粒子间隔6纳米放置,磁性硬盘介质之间最佳间距是25纳米。在电子设备中,更紧密地结合数据将使硬盘变得更小,最终可实现iPod平板电脑的硬盘缩小至几厘米,相当于一颗米粒长度。几厘米相当于一粒米粒的长度,这句话是不是说错了!
http://baike.so.com/doc/7546608-7820701.html