斯圖加特大學應用量子技術中心 (ZAQuant) 負責人 Jörg Wrachtrup 教授表示，隨著世界產生的數據比以往任何時候都多，科學家們正在尋找以更小、更有效率的格式儲存這些資訊的方法。領導這項研究的人表示：“隨著數據量不斷增加，未來的磁存儲介質將需要能夠以越來越高的密度可靠地存儲數據。” “因此，我們的結果與下一代存儲技術直接相關。同時，它具有根本重要性，因為它為原子薄材料中的磁相互作用提供了新的見解。”
一個國際研究小組在由四個碘化鉻原子層組成的材料中發現了一種以前未知的磁性狀態。斯圖加特大學第三物理研究所博士後研究員彭若明博士表示，該團隊能夠透過調節每層電子的相互作用來調節磁性。 Peng 與博士後研究員 King Cho Wong 一起在 ZAQuant 進行了實驗。 「我們可以透過調整每層電子之間的相互作用來選擇性地控制這種磁性，」彭解釋道。尤其值得注意的是，觀察到的磁特性對環境擾動具有穩健性。 」
扭曲的二維材料創造了斯格明子
碘化鉻屬於二維 (2D) 材料，僅由排列成晶體結構的幾個原子層組成。這些超薄材料的行為與其更厚的三維材料有很大不同。
在這種情況下，研究人員將兩層碘化鉻堆疊層稍微相對旋轉。這種輕微的扭曲創造了一種全新的磁性結構。 「相反，兩個未扭曲的層不表現出淨外部磁場。正如先前的研究所示，」彭說，自旋會誘導斯格明子的形成，斯格明子是受拓撲保護的超穩定磁性奈米級結構。它們是磁性系統中已知的最小、最耐用的資料載體之一。團隊首次成功地用扭曲的二維磁性材料創造並觀察了天空。
量子感測可偵測非常弱的磁力。
觀察這種新的磁狀態並不簡單，因為相關訊號非常微弱。為了測量結果，科學家們依靠使用量子檢測的先進顯微鏡。這種方法利用了鑽石中的氮空位 (NV) 中心，這是應用量子技術中心二十多年來開發和完善的技術。
挑戰現有磁性理論的發現
這些發現不僅提出了新的可能性，也提出了新的可能性。對於高密度資料儲存它也加深了對電子在原子薄磁性系統中如何共同行為的科學理解。 「我們的結果表明，現有的理論模型需要改進，才能充分捕捉到觀察到的現象，」Wrachtrup 說。
除斯圖加特大學外，該計畫還匯集了來自英國、日本、美國和加拿大的合作者。愛丁堡大學的研究人員在理論建模和數值模擬方面處於領先地位。
關於應用量子技術中心
應用量子技術中心 (ZAQuant) 的研究和教學重點是固態量子技術。其應用範圍從奈米級量子傳感到量子網路。該研究所的基礎設施是全球最先進的精密量子光學實驗室和無塵室設施的獨特組合。
