使用Skyrmions的相位电变化

在一项可能对低功耗计算机内存产生重要影响的发现中，RIKEN的研究人员已经证明，只需施加电流，整个样品就可以在不同的磁性状态或相位之间切换。

材料中的原子或分子可以以多种方式和不同程度地相互作用。例如，在气体中，原子或分子相互作用非常弱，而在固体中，它们要强得多。固体可以有更多的这些所谓的物质相。

特定相可以通过原子或分子的相对物理排列或其磁性的排列来定义。每种类型的排序都为材料提供了一组不同的属性。

这些阶段之间的更改可能是存储数据的有用方法。例如，创建称为skyrmions的微小磁涡已被提议作为创建高密度计算机内存的节能方法。虽然每个Skyrmion都非常小，但改变整个样品的相位的能力为控制微尺度材料的性质开辟了奇特的途径。

“众所周知，这种全球相变可以通过改变环境参数(例如温度，磁场或压力)来诱导，”RIKEN新兴物质科学中心的Fumitaka Kagawa解释说。“但不确定电流是否会诱发全球相变。

现在，香川和他的同事们使用电流在锰和硅制成的合金中诱导全局相变。

该团队创造了一个18微米长的锰硅合金条，并在其上连接了电触点。电测量证实在-250°C左右的温度下出现了Skyrmion相。

当团队通过电流棒时，他们观察到材料特性的变化表明在skyrmion和非skyrmion状态之间切换。他们的结果得到了数值计算的支持。

重要的是，该团队排除了这种变化是由于当前加热材料而发生的可能性，因此它不是热力学相变。此外，在更大的样品中没有看到相同的结果，表明受限几何形状在非热力学相变中起着重要作用。

“强电流下的样品通常处于所谓的非平衡稳态，今天成熟的热力学和统计力学理论并不能很好地理解这一点，”香川说。“因此，我们的研究结果清楚地表明，即使在这些知之甚少的制度中，也可能发生诸如相变之类的戏剧性现象。

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