当它很小时，物质表现不同。在纳米尺度上，电流穿过大量的粒子，将它们旋转成可以在量子计算中有意使用的涡流。粒子将自身排列成拓扑图，但是当电子合并成具有偏移特性的难以区分的准粒子时，线条会模糊。诀窍是学习如何控制这种可变材料。
研究人员首次对这一过程进行了微观研究。国际队目前已经发表了他们的成果在2019年7月11，在通信物理，一个自然杂志。
在某些导电材料中，例如锰硅(MnSi)，准粒子可以积聚成具有涡旋形状和运动的磁性skyrmion。所述skyrmion创建一个格子的连接点的锰硅晶体内。
“由于自旋电子学应用的潜力，磁性skyrmions引起了人们的兴趣，”东北大学先进材料多学科研究所的研究作者和教授Taku Sato说。
自旋电子学是指不仅依赖于电流的电荷状态，而且还依赖于电子的特性来传递和存储量子信息的理论电子学。
“实现这种自旋电子应用的第一步可能是对电流的电流控制，”佐藤说。“一旦创造出来，它就几乎不会被消灭。它也强烈地耦合到电流，这意味着移动系统需要很少的电流。”
为了理解如何电流影响的下磁skyrmion变化电流，研究人员使用了一种叫做小角中子散射法。它们通过MnSi晶体为中子束提供动力，使skyrmion粒子发生反应 – 中子在skyrmion系统的组件周围散射。它们如何分散告诉研究人员系统。
在这种情况下，研究人员发现skyrmion的晶格结构变形，导致skyrmion的涡旋运动发生变化。他们还看到skyrmion的边缘受到严重干扰，几乎就像是在推动自身。佐藤将此归因于他所谓的“固定边缘”。该skyrmion可能会推动针对其最外层的限制，造成摩擦。
“据我们所知，目前还没有报道这种摩擦效应，”佐藤说。“这是利用磁性解决方案的现实自旋电子设备设计的基本关键信息。”
Sato和他的团队计划进一步研究磁性skyrmions的动态，最终目标是开发自旋电子器件。
