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“这项研究表明纳米级磁铁的磁化可以通过强烈的超短电子脉冲来控制，”德国哈勒的Martin-Luther-UniversitätHalle-Wittenberg的博士生AlexanderSchäffer说道，该论文的主要作者。“SLAC的实验已经证明了采用这种方案的磁性切换的最终速度限制。在这里，我们展示了定制的电子脉冲可以快速写入，擦除或切换拓扑保护的磁性纹理，如skyrmions。”
德美合作的新研究现在展示了使用电子脉冲串的这种读/写能力，对拓扑能量结构进行了足够强大的编码，可用于潜在的数据存储应用。正如该小组本周在AIP出版社的应用物理快报中所报道的那样，通过调整电子脉冲的轮廓来控制这些集合激发或准粒子的磁化，改变电子的总数或它们在空间中的宽度。
到目前为止，Schäffer表示这些skyrmions只有少数实现应用，这些应用在固态物理学的最前沿相对较新，但它们的性质和当前的研究能力使它们成熟为下一代技术。
Schäffer说：“设置的进一步发展需要能够在扩展的胶片上写出skyrmionic结构，我们不能像纳米盘一样利用几何限制。”“接下来的步骤是mani-fold。当然，实验性的实现是我们与实验同事共同努力的结果，特别是我们的计算可以涵盖不同拓扑状态之间的切换行为有多好的问题。激光照射的磁性样品TEM是我们目前的重要目标之一。“
从这一代的尖端研究到下一代的硬盘驱动器的演变，这一重要步骤有助于实现更多目标。随着他们继续以研究为基础，Schäffer及其合作者正在以多种方式寻求更广泛的适用性。
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“这些准粒子对外部扰动非常强大，因此通常难以操作，并且在数据存储和计算中具有很高的应用潜力，”Schäffer说。“我对实验，分析和数值结果之间的良好契合感到非常惊讶，这让我对继续这条道路感觉良好。第二点是发现纹理可以使用紧密聚焦的电子脉冲以更低的光束强度写入。由于SLAC和全球其他地方目前正在开发所需的高能超快电子显微镜设置，因此可以实现其技术开发。
磁体和磁性现象是绝大多数现代数据存储的基础，而专注于磁性行为的研究测量尺度随着其他数字技术的不断缩小。例如，Skyrmions是一种纳米磁体，由在某些微观表面上作为拓扑磁体的自旋相关电子集合组成。这种纳米磁体的精确特性(如自旋方向)可以存储信息。但是你怎么能随意移动或操纵这些纳米磁铁来存储你想要的数据呢?
这些磁激励不仅可以控制，而且团队的结果证实了理论提供的许多动态理解。此外，他们的结果证明了通过激光脉冲实现类似的拓扑电荷转录的潜力，其较低和无质量的能量提供了许多实际益处。
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“在纳米结构自旋动力学领域的传统中，我仍然欣赏非易失性(长期)存储器件的想法，因为自旋电子学界也在追求，”他说。“拓扑能量障碍的数学概念与高度移动的skyrmions的物理传输特性之间的良好相互作用是我的突出方面。”
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