瑞典隆德大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)了一種利用超快激光脈沖制造納米磁性粒子的新方法。這一發(fā)現(xiàn)可能為新的、更節(jié)能的技術(shù)組件鋪平道路，并在未來的量子計算機中變得有用。
來源：Credit: Claudio Verdozzi
skyrmions有時被描述為磁旋渦。與羅盤和冰箱磁鐵等傳統(tǒng)磁鐵中出現(xiàn)的鐵磁狀態(tài)不同，skyrmion狀態(tài)非常特殊：磁化的方向在材料中并非處處指向同一方向，而是最好描述為一種旋轉(zhuǎn)磁性。
激光誘導(dǎo)skyrmion成核。
Skyrmions對基礎(chǔ)研究和工業(yè)都很感興趣，因為它們可以用來制造更緊湊的計算機內(nèi)存。然而，這說起來容易做起來難。將skyrmions用于技術(shù)目的需要在短時間尺度上以高空間精度高效地寫入、擦除和操縱粒子。
在發(fā)表在《npj計算材料》上的一項新研究中，隆德大學(xué)的研究人員Claudio Verdozzi和Emil Vi?as Bostr?m以及德國漢堡馬克斯·普朗克物質(zhì)結(jié)構(gòu)和動力學(xué)研究所的研究人員Angel Rubio發(fā)現(xiàn)了一種新方法。
平衡磁性。
隆德大學(xué)（Lund University）物理研究員Claudio Verdozzi表示：“在我們的研究中，我們從理論上證明了如何滿足其中一個要求，即如何使用激光脈沖在超短時間尺度上創(chuàng)建磁性Skyrmions?！?。
研究小組已經(jīng)確定了一種微觀機制，可以解釋一種實驗方案，該方案已被證明對創(chuàng)造奇怪的Skyrmions非常有用。研究人員利用飛秒激光脈沖——持續(xù)時間為百萬分之一秒的光脈沖——證明了有可能以超快的速度制造出Skyrmions。
skyrmion激發(fā)的參數(shù)依賴性。
Claudio Verdozzi說：“我們的研究結(jié)果與制造更節(jié)能的技術(shù)部件非常相關(guān)。研究表明，光可以在很短的時間內(nèi)操縱局部磁激發(fā)?！?/p>
這一新發(fā)現(xiàn)可以帶來許多應(yīng)用，包括量子技術(shù)——量子力學(xué)特性用于解決傳統(tǒng)計算機無法處理的極端高級計算的領(lǐng)域。人們還認為，Skyrmions和所謂的自旋波等磁激發(fā)能夠幫助減少技術(shù)組件的能耗，從而有助于實現(xiàn)未來的氣候目標。
Claudio Verdozz總結(jié)道：“由于其技術(shù)潛力，Skyrmions在理論和實驗研究方面都很受關(guān)注。此外，它們奇特的磁性模式在概念和數(shù)學(xué)上都很有吸引力，因此非常有趣?！?/p>
來源：Microscopic theory of light-induced ultrafast skyrmion excitation intransition metal films, npj Computational Materials (2022). DOI:10.1038/s41524-022-00735-5
江蘇激光聯(lián)盟陳長軍原創(chuàng)作品！
