Yeni bir araşdırma skyrmionların hərəkətini idarə etmək və izləmək üçün yeni bir üsul ortaya qoyur – gələcək elektronikanı gücləndirə biləcək kiçik, tornadoya bənzər maqnit burulğanları. Fe₃Sn₂ adlı xüsusi maqnit materialında elektrik cərəyanlarından istifadə edərək, komanda bu skyrmionları xüsusi üsullarla “titrəməyə” nail oldu və görünməz spin cərəyanlarının mürəkkəb materiallardan necə axdığına dair ipuçlarını açıb.

Kəşf nəinki nəzəriyyənin proqnozlaşdırıldığını təsdiqləyir, həm də fırlanma cərəyanlarını aşkar etmək üçün güclü yeni metoda işarə edir – bir gün gələcək elektronikada daha səmərəli yaddaş və hissetmə cihazlarına səbəb ola biləcək bir kəşf. Nəticələr Nature Communications jurnalında dərc olunub .

Rəhbərliyi ilə dosent Amir Capua və Ph.D. İvrit Universitetinin Tətbiqi Fizika İnstitutu və Nano Mərkəzindən namizəd Nirel Bernstein, Tiangong Universitetindən Prof. Wenhong Wang və Dr. Hang Li ilə əməkdaşlıq edərək, komanda skyrmionların Fe₃Sn₂ (dəmir qalay) adlı xüsusi maqnit materialında necə davrandığını araşdırdı.

Bu materialın qabaqcıl texnologiyalarda istifadə üçün perspektivli olduğu artıq məlumdur, çünki o, hətta ekstremal temperaturlarda da skyrmionları sabit saxlayır – praktik cihazlar üçün əsas tələbdir.

Skyrmions nədir və nə üçün vacibdir?

Skyrmions müəyyən materiallarda mövcud ola bilən ultra kiçik, sabit maqnit burulğanlarıdır. Çox az enerji ilə manipulyasiya edilə bildikləri üçün onlar gələcək aşağı güclü yaddaş və hesablama sistemləri üçün tikinti blokları kimi öyrənilir.

Komanda müəyyən etdi ki, Fe₃Sn₂ vasitəsilə elektrik cərəyanları göndərməklə, skyrmionlarda müəyyən növ “rezonansları” həyəcanlandıra bilər – mahiyyətcə, onları çox spesifik tərzdə vibrasiya edir. Bu vibrasiyalar və ya “rejimlər” real vaxtda dəyişiklikləri müşahidə edən qabaqcıl optik üsullardan istifadə etməklə aşkar edilib.

Maraqlıdır ki, yalnız iki növ hərəkət tetiklendi: “nəfəs alma” rejimi (ağciyərlər kimi genişlənən və büzülən) və fırlanan hərəkət. Bu, əvvəlki elmi proqnozları təsdiqlədi və Fe₃Sn₂-nin digər maqnit materiallarından fərqli davrandığını göstərir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1747932130&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-currents-magnetic-states-advanced-materials.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1747932129761&bpp=1&bdt=148&idt=62&shv=r20250521&mjsv=m202505190101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931839%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931839%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931839%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C336x280&nras=1&correlator=6719670194577&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2230&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353387%2C95360813%2C95360814%2C42533293%2C95344791%2C95361617%2C95360956&oid=2&pvsid=8792183085476160&tmod=140502480&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=964

Yeni növ spin cərəyanı aşkar edildi

Tədqiqatçılar gözlənilməz bir şeyi də müşahidə etdilər: Onlar sabit cərəyan tətbiq etdikdə rezonans siqnalının eni dəyişdi. Kompüter simulyasiyalarından istifadə edərək , onlar göstərdilər ki, bu təsir spin-qütbləşmiş cərəyanların mövcudluğunu göstərən “sönümlü fırlanma momenti” ilə yaranıb. Bundan əlavə, onlar başa düşdülər ki, maqnit burulğanlarının rezonansları daha çox tanış olan “fırlanma fırlanma anı”ndan çox “spin-orbit fırlanma anı” səbəbindən həyəcanlanır.

“Bu, bizə spin cərəyanlarının maqnit materialları ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu daha dərindən başa düşməyə imkan verir , xüsusən də daxili maqnit strukturunun pozulduğu və ya nizamsız olduğu sistemlərdə”, – köməkçi professor Capua bildirib.

Onlar həmçinin həm real kosmos, həm də impuls-kosmik spin strukturlarının elektronların və spinlərin materialda necə hərəkət etməsində rol oynadığına dair əlamətlər tapdılar və gələcək cihazlarda elektrik siqnallarını necə idarə etmək barədə yeni ipuçları təklif etdilər.

Bu tədqiqat təkcə spin-fırlanma anı effektlərinin arxasında olan yeni fizikanı aşkar etməklə yanaşı, həm də spin cərəyanlarının yüksək həssas detektorları kimi skyrmion rezonanslarından istifadə imkanlarını açır – məlumatların saxlanması, neyromorfik hesablamalar və sensor texnologiyaları üçün faydalı ola biləcək bir şey.

Tədqiqat maqnetizmdə fundamental tədqiqatların sabahın elektronikası üçün yeni alətlərə necə gətirib çıxara biləcəyini vurğulayır.

Daha çox məlumat: Nirel Bernstein et al, Spin-torque skyrmion resonance in a frustrated maqnit, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59899-5

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Yerusəlim İvrit Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir