您可能不止一次听说有人制造了世界上最大的蛋糕，最大的比萨饼或最大的汉堡。 这些记录很有趣，有时非常有趣，并且在上述情况下，它们也很美味。 但是它们没有用。 科学界也喜欢以某物的大小创纪录，但最近却截然相反。 来自世界各地的研究人员都在尝试使用最小的物体造福人类和技术。 今天，我们将讨论在铁磁体中使用畴壁和天体来存储和传输信息的前景。 要说这些“载体”很小，就太夸张了。 它的作用和作用方式是什么，这项研究的前景如何，以及为什么要使用白铁矿？ 我们将在研究小组的报告中寻找答案。 走吧
研究的理论基础首先，值得注意的是，大多数以一种或另一种方式基于磁性及其方面的研究都大多使用铁磁体而不是铁磁体。 一个单词实际上不仅改变名称，而且改变整个本质。
铁磁体是我们最经常观察到的。 如果您上次休假时在冰箱上挂有一块磁铁，则应该知道它是铁磁性的。 铁磁体是在不使用外部磁场且温度低于居里点的情况下被磁化的物质。 如果说室温，那么四种具有铁磁特性的物质：镍（Ni），铁（Fe），钴（Co）和
钌（Ru） 。
钕磁铁（稀土钕+铁+硼）紧贴智能手机。 患有恐惧症的人，请勿观看。一旦将字母“ o”更改为“ and”，我们将获得一种全新的物质。 铁磁体与其铁磁体的兄弟有些相似，至少它们的两个磁性特性都适用于它们，并且它们都在居里点以下的温度下“工作”。 最重要的区别是，在亚铁中，亚晶格原子的磁矩是反平行的。 为什么这样 实际上，铁磁体是多种化学元素的混合物，而不是铁磁体中的一种。 因此，它们由几个亚晶格组成，其结构在原子数或原子起源（不同的化学元素）方面都不同。 亚铁磁性特征的主要所有者是基于氧化铁（Fe
2 O
3 ）的铁氧体。
铁磁体（ a ）和铁磁体（ b ）的磁矩方向的比较。现在让我们更深入地研究并尝试了解这些域墙是什么。
因此，磁畴壁实际上就是两个磁畴之间的壁，这是一种特征或边界点。 继续最后的类推，这些磁畴，例如北朝鲜和南朝鲜，彼此相反。 更准确地说，它们具有不同的磁化方向。
磁畴：黑色和白色区域的磁矩矢量方向不同。如果没有加深，则磁畴是磁晶体的一部分，磁晶体是相对于相邻区域中的矢量严格排序的微观区域。
为了不再重复，您可以在
前面的一篇文章中找到有关磁性天rm的解释。 我仅简单地说一下，这是一种原子自旋漏斗，以物理学家托尼·斯凯姆（Tony Skyrme）的名字命名。
图像a-skyrmion“刺猬”，b-螺旋skyrmion。我们稍微弄清楚了理论，现在让我们看看我们的英雄对这一切视而不见。
研究的实质上面，我们检查了铁磁体和亚铁磁体，以及它们之间的差异是有原因的。 研究人员认为，即使铁磁体具有令人惊讶的有用特性和性能，但它们的速度和大小仍然受到限制，更准确地说，它们可以用于更慢地传输数据，并且与使用铁质磁体相比，每个位都将“更大”。 听起来很有希望，但需要证明。 科学家在这项研究中做了什么。
实验的材料基础是Pt / Gd
44 Co
56 / TaOx化合物，更确切地说是由它制成的薄膜。
图片编号1首先，研究人员决定研究Gd
44 Co
56自旋结构的静力学和动力学（图像
1a ），这是一种非晶亚铁磁性合金。 该合金的反铁磁耦合亚晶格具有相似的g因子，因此TA（角动量补偿温度）非常接近TM（磁化补偿温度）。
众所周知，实验的主角是Pt / Gd
44 Co
56 / TaOx。 各成分的膜厚如下：Ta-1nm； Ta-1nm。 铂-6 nm; Gd
44 Co
56-6 nm； TaOx-3 nm。 将所有膜垂直磁化并通过溅射将其沉积在Si / SiO
2衬底上。
下层（Pt）是自旋轨道涡旋（以下
称为SOW ）的主要来源，并不断产生强的Dzyaloshinsky-Morii相互作用（以下
称为 VDM ），这是反铁磁电介质中铁磁性弱表现的原因。 上层（TaOx）具有保护性。
在曲线图
1b上，作为温度依赖性的函数，显示了两个指标：使铁磁体（或铁磁体）完全消磁和磁饱和（圆形）所需的矫顽力（平方）。 第一个指标是通过振动磁力法获得的，第二个指标是通过磁光克尔效应的极化法获得的。
由于获得的数据（
1s和
1d ），发现TM约为240 K（开尔文），因为观察到了磁光Kerr效应的滞后现象。
通过宽视野Kerr显微镜，对畴壁的运动进行了研究。 图
1显示了在磁畴壁上施加纳秒电流脉冲，迫使其沿给定路径移动时的几幅图像。
上下的每个壁（磁化矢量的方向）都沿着电流路径移动，那里还存在由自旋轨道涡旋控制的
Neel畴
壁* 。
Neel墙（ a ）和Bloch墙（ b ）的比较。奈尔壁* -这种类型的壁的磁化强度垂直于壁旋转，而不是在其平面内旋转。
图
1f是畴壁速度（vDW）与温度（T）之比。 恰好在260 K处观察到一个明显的峰值，该峰值高于先前建立的TM。
应当指出，SOW和VDM场之间的差异不是引起畴壁速度增加的主要原因。
图片编号2a图
2a通过蠕变图分析了磁场和电流对畴壁速度的影响。 而且我们看到在两种情况下结果都是相同的。
Ferrimagnets的Skyrmion值得注意的是，由于铁磁体的去磁场弱，其天生离子比铁磁体小得多。 此外，这些天体离子在室温下存在。 以前，在低温条件下，这类天rm的尺寸在30 nm-2μm的范围内。 巨大的天体离子可以通过多层结构中的强偶极相互作用来解释，多层结构通常由重金属和铁磁体组成。
天敌的比较。图像
a显示了上述情况（铁磁多层结构），其中skyrmion能量（E）与其半径®直接相关。 在使用ferrimagnets的情况下，该层可以做得更薄，并且不需要增加退磁场的强度（图
b ）。 研究人员还使用
NMR在零场中计算
了*天蝎子大小与VDM状态
的比值（图
c ）。
零场核磁共振* - 零场核磁共振，用于分析磁有序物质，更精确地确定其晶体或磁性结构的变化。
分析表明，当实际温度与先前设置的磁化补偿温度（TM）相距很远时，退磁场会破坏VDM skyrmion的稳定性。 在这种情况下，VDM skyrmions可以在150 kA / m
–1的磁饱和（Ms）下长时间保持稳定。 这对应于比多层铁磁体高得多的温度（TM大约高100 K）。
捕获的天敌。这些结论是计算和模拟的结果，但在室温下对Pt / Gd
44 Co
56 / TaOx样品进行了X射线全息照相，充分证实了这些结论。
Pt / Gd 44 Co 56 / TaOx的X射线全息图像。从图像中可以看出，在样品的不同部分发现了很多天花。 科学家们还注意到，在饱和和再成核之前，天体离子的位置之间没有发现相关的迹象。 例如，在图像
5d中，彩色正方形标记了没有天花的地方，但它们出现的位置较早（图像
5a和
5b ）。 在这种情况下，当磁场强度达到450 mT（毫特斯拉）时，所有的天空碎片都消失了。
天rm离子的大小平均为23 nm（
5g ）。 最小的天敌直径约为10 nm。 这一点很重要，因为此大小要比室温下铁磁体的天体小得多。 科学家通过样品结构的各向异性，即单个结构中存在特性差异，来解释天蝎子大小的异质性。
还值得考虑的事实是，图像中的天空碎片的大小由暗区的最大轮廓确定。 实际上，天rm甚至更小。
对于那些希望更详细地了解这项研究的人，我建议您研究一下
科学家的
报告和
其他材料 。
结语研究人员能够证明，铁磁体尽管具有优势，但也无法长期保持垄断地位。 Ferrimagnets也能显示出色的结果。 在这种情况下，有可能以1 km / s的速度实现畴壁的位移，并且天rm的最小尺寸直径不超过10 nm。 最重要的是-所有这些都在室温下进行。 后者对于实际使用特别有吸引力。 研究阶段的许多进展仅在某些条件下（温度，压力，湿度，各种电磁场和辐射等）显示出良好的结果，而这些条件只能在实验室中重新创建。
科学家们认为，铁氧体可以成为未来自旋电子器件的基础。 同时，可以根据特定设备或过程的需要来控制，更改和调整其属性。 此外，这将有可能实现反铁磁自旋系统，在该系统中仍可以通过光学或电学方法容易地检测出磁性状态。
还有很多事情需要学习。 也将有许多困难。 但是所有技术及其作者在实现完美之前都经历了艰难的历程。 我记得一个案例，我不知道他是多么真实，但仍然如此。 在首批汽车使用的日子里，发生了一起事故，肇事者决定逃离现场。 警察骑着自行车抓了他。 我们现在有什么？ 能加速到至少350 km / h的汽车。 已经有一辆自行车不适合追逐。
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