磁性漩涡的艺术形象，如梅龙和反梅隆，在硅晶片上的赤铁矿独立和柔性膜中产生。图片来自：查尔斯·戈弗雷（Charles Godfrey）和哈里奥姆·贾尼（Hariom Jani）。

  牛津大学物理系的研讨人员在发明和规划能够与硅无缝集成的膜中的磁性漩涡方面获得了打破。这些相似飓风的磁漩涡被以为以高达每秒公里的惊人速度移动，能够用作新一代绿色和超高速核算渠道的信息载体。

  该研讨题为“拓扑丰厚的独立纳米膜中的空间可重构反铁磁态”，已宣布在《天然资料》杂志上。

  传统上，这些难以捉摸的漩涡只能在与硅相容性有限的资猜中出产，这阻止了它们的实践运用。经过开发一种新形式的磁性层，战胜了这一妨碍，这种磁性层能够从其原始晶体主体中别离出来，并搬运到任何所需的渠道上，例如硅晶圆。

  这项作业由牛津大学物理系的Hariom Jani博士领导，他在Paolo Radaelli教授的研讨小组作业，与新加坡国立大学和瑞士光源协作。

  Jani博士说：“根据硅的核算关于下一代核算运用（如全尺度AI和自主设备）来说太低能效了。战胜这些挑战将需求一种新的核算范式，运用快速有用的物理现象来增强当时技能。

  “咱们一直在研讨运用一类称为反铁磁体的特别的资猜中的磁漩涡，这样一种资料比现代设备快100-1000倍。迄今为止的问题是，这些漩涡只能在与当时硅基技能不兼容的刚性晶体模板上创立，因而咱们的方针是找到一种办法将这些奇特的漩涡转化为硅。

  “为了完成这一方针，咱们制作了赤铁矿（铁锈的主要成分，因而是最丰厚的反铁磁体）的超薄结晶膜，这些膜在微观尺度上横向延伸，”Radaelli教授解说说。“这种膜在晶体量子资料范畴相对较新，结合了块状3D陶瓷和2D资料的有利特性，一起也易于搬运。

  赤铁矿层生长在晶体模板的顶部，该晶体模板上涂有由水泥成分制成的特别“献身层”。该献身层溶解在水中，很简单将赤铁矿与晶体基体别离。终究，将独立的赤铁矿膜搬运到硅和其他几个抱负的渠道上。

  该小组开发了一种新的成像技能，运用线性偏振X射线来可视化这些膜内的纳米级磁性图画。这种办法标明，独立层能够包容一个强壮的磁漩涡宗族。这有或许完成超快的信息处理。

  “与简单决裂的刚性陶瓷状块状膜不同，咱们的柔性膜能够歪曲、曲折或弯曲成各种形状而不会决裂。咱们运用这种新发现的灵活性来规划三维磁旋流，这在曾经是不或许的。在未来，这些膜的形状能够被调整，以完成3D磁路中的全新漩涡。

  该小组现在正致力于开发原型设备，这些设备将运用电流来激起这些超快速漩涡的丰厚动态。Jani博士总结道：“终究，这些设备能集成到更像人脑作业的新式核算机中，咱们对接下来会产生啥感觉到很振奋。