现代技术对我们来说似乎是普通且熟悉的。 但是，仅仅在50年前思考这些事情似乎是不现实和未来的。 如今，由于科学家继续扩大我们对世界的了解的范围，这些贴词一直保持着流行。
信息技术的未来不仅取决于改善人类生活这一组成部分的现有组成部分，而且还取决于对新材料，新技术，新技术和其他事物的寻求。 今天，我们将处理一项非常有趣的磁天文和反天文研究。 它是什么，为什么要使用它，以及将来如何改善IT？ 要寻求答案，请深入研究科学家的报告。 走吧
什么是磁天文？首先，值得回顾的是，用简单的话来说，具有电子自身磁矩的磁性材料原子的行为就像磁体一样。 当一种物质被磁化时，原子的自旋以某种方式排列，这使该物质成为磁体。
2009年，研究人员发现了单个原子的一个非常迷人的特征。 他们的背扭成漏斗状（漩涡状）。 为了纪念英国物理学家托尼·斯凯姆（Tony Skyrme），他采用了类似的结构，称其为1962年描述了涡旋自旋的数学模型。
图像a-skyrmion“刺猬”，b-螺旋skyrmion。IT用于天体的重要特征之一是其拓扑稳定性。 最重要的是，任何干扰都可以改变旋转的方向，但是扭曲将保持不变。 因此，您可以以二进制形式存储信息：0-没有skyrmion，1-有skyrmion。 考虑到这种结构的纳米尺寸，信息的存储密度也可以显着提高。
从该信息出发，还假设存在抗天敌离子，其拓扑电荷将与普通天敌离子相反。
二维自旋结构具有非平凡的拓扑结构，这是其一定程度的稳定性的原因。 这种结构的特征是拓扑电荷：
其中
m = m（r，t）是时空中磁矩的方向向量。
天秤离子
（q = 1 ）和反天秤离子（
q = -1 ）具有相反的电荷，如果发生均质态的变形（
q = 0 ），则可以成对出现。 如果核心被认为是静止的，则可以近似地描述天体和抗天体的动力学，这减少了描述它们运动所需的变量数量。
下面的公式描述了响应施加的力（F）的天体和抗天体的核心（X）位置的阻尼回旋运动：
G等于-qG0z，是一个陀螺矢量；
α是衰减常数；
D0是结构因素。上式中的动力学是非牛顿性的，因此，回旋响应取决于q并决定了核运动的方向。
研究基地在他们的研究中，科学家们描述了超薄铁磁薄膜中的天体离子和抗天体离子的动力学。 发现了自旋轨道力矩的发生，这可能导致摆线运动的出现并产生一对天胶离子-反滑膜离子。 这种动力学是由原子核的变形引起的，而原子核的变形又导致了随时间变化的螺旋度，该螺旋度控制了天rm子和反ski子核的运动。
摆线运动的例子（摆线扩展）使用原子自旋模拟，具有减少变量的预测模型以及机器学习算法，计算出了动态相位图，该图预测了自旋轨道力矩如何控制运动的类型，并通过引入反Skyrmion导致了Skyrmion晶格的形成。
原子自旋动力学的模拟
图片编号1该研究基于普通金属的基底和一层铁磁过渡金属（图
1a ）。 这种物质的一个例子是
PdFe / Ir（111）合金，其中在铱（
Ir ）衬底中具有强自旋轨道相互作用的界面键导致稳定地对称地交换成铁（
Fe ）单层。 这允许单个天体以亚稳态存在。
还揭示出，当考虑到薄膜或大量样品中沮丧的交换相互作用时，抗Skyrmion状态也可能是亚稳态的。
图
1b显示，普通和反对称交换相互作用具有六重对称性，与铱表面有关。 如果反对称交换相互作用的能力降低，则天体离子（
1c ）和反侧屑（
1d ）可以达到平衡状态。
研究人员指出，平面电流必须流过铁磁金属和普通金属基板。 但是，在这种情况下，大多数电流仅流经铱基板，因为对于超薄铁磁体，该层的电阻率精确得多。
1e代表晶格的六边形结构和反对称交换相互作用矢量的方向，它们用于维持反Skyrmion状态。
图1f是具有反对称交换相互作用的天蝎子的平衡状态，图
1g示出了具有反对称交换相互作用的天蝎子的平衡状态。
自旋动力学和天生双抗生的形成
图片编号2图
2a示出了自旋轨道力矩的函数，从机翼和反机翼的平均速度
〈v〉的变化，其中βFL =βDL。 确定了用于抗扭蛋的三种传播模式：低电流时的线性运动，中电流时的偏转运动和高电流时的摆线运动。
值得注意的是，抗天敌的速度不会像在天敌中发生的那样平行于自旋轨道力矩而增加。
如在图
2b中所示，对天体的行为进行计算使得可以对抗天体的轨迹做出假设。 三种模式的三种路径选项。 箭头指示运动矢量的方向。
图像2c中的现代抽象主义是针对不同值和比率
βFL （类似场的转矩）和
βDL （“阻尼”转矩）的不同行为的相位图。 借助机器学习算法，可以识别出三种主要的轨迹类型（线性，偏斜和摆线），它们涵盖了广泛的速度和传播方向。
摆线和偏斜的轨迹是由于抗天敌核心的变形而产生的。 摆线轨迹是在自旋轨道力矩的很大范围内产生的。
图片3a原子核的变形以动态变量
ψ（t）的出现为特征，动态变量
ψ（t）指示天敌和抗天敌的螺旋度（图像
3a ，其中q = 1是天敌和q = -1是天敌）。
天体离子的变量
ψ表示手性相反的布洛赫（Bloch）和Néel状态之间的连续过渡，而抗天rm豆的变量describes描述布洛赫（Bloch）和涅尔（Néel）轴的旋转。
在研究人员创建的系统中，原子核的形变是由自旋轨道力矩引起的，它导致薄膜平面中的磁化强度发生倾斜，其特征在于振幅
η和方位角
ϕ t 。
对于外部自旋，斜率一直都是相同的，但是在防滑脚核心中，斜率随
ψ的变化而变化。
发现对于小的βFL和大的βDL，会出现一个新的动态状态，从而导致形成一对天香蛋白-抗臭蛋白。 当抗Skyrmion沿着其摆线轨迹通过时，会伴有严重的变形（核的延长）。 这可以在图像
4a中看到（特别是在t = 3 ps时）。 此外，该伸长是一对天生蛋白-抗生屑，与细胞核本身分开。
图片编号4图
4b显示了此过程的拓扑电荷密度。 但是，夫妻的存在不是永久的。 随着时间的流逝，这对星系开始衰变，因为自旋轨道力矩“迫使”天敌和反天敌向不同的方向移动。 Skyrmion从线对形成点沿线性路径移动。 防滑运动开始沿摆线轨迹运动，这导致形成新的一对（图像
4c ）。 一次又一次地重复此过程，这表明可以从一个单一的反手枪中创建一个远离一对，但又有许多对的防空武器。
反对称交换相互作用我们早些时候已经了解到，只有在反天敌中才发现了偏摆线和摆线轨迹。 这是由于以下事实：天蝎子的内部能量（具有相等的反对称交换相互作用，以下称为AOB）的势垒要高得多，这是抗溜子的情况。 也就是说，相反拓扑电荷之间的不对称性取决于AOB，而不取决于电荷本身。
在没有AOW的情况下的Skyrmion和抗Skyrmions的动力学如果AOB不在系统中，则AOB的重要性更加清晰且易于显示。 在这种情况下，由于受挫的交换相互作用，天蝎子和抗天蝎子将继续保持亚稳态，从而导致达到平衡状态（上图中的
a和
b ）。 事实证明，在系统中，天敌与反天敌之间没有相互作用，从而导致布洛赫和内尔州的破坏。 结果，图像
a中所示的轮廓是实现天敌的亚稳态的唯一方式，而图像
b是反天敌的亚稳态。
在上面的图像中
，我们看到对于相反的拓扑电荷有一个相反方向的圆周运动。
结论是，不可能形成没有反对称交换相互作用的天敌离子-反裙离子对。
科学家的报告更加全面地揭示了他们研究的特点，因此，我强烈建议您熟悉它。在处理材料的过程中，我发现了非常令人印象深刻的作品“金属层中的自旋扭矩和自旋轨道力矩简介”。 也许有人会派上用场，所以我给个参考。结语据科学家称，这项研究表明，超薄铁磁薄膜在不同的自旋轨道时刻可能具有丰富的动力学。 他们将工作中最重要的点称为对的形成过程（涡旋核心的反向）的描述，以及天体离子和其他微磁性现象的比较。
这项工作无疑将成为进一步研究的基础，其目的是实现选择表面或界面的必要方向以使其适应某些动态特性的能力。 鉴于先前只关注定量确定和控制基于天体离子的存储器和逻辑应用的线性运动路径，这将成为材料科学的新一轮挑战。
这项研究证明了在单一材料系统中，在各种亚稳态下，同时存在几种不同动力学的可能性。
结果，这种发展可以成为创建新型信息存储和处理设备的基础，这将带来信息技术领域的革命。
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