研究人員在二維材料中發現了一種新型的磁性，這一發現有助於數據存儲。這項研究由斯圖加特大學的研究團隊主導，實驗展示了在原子薄的材料層中存在的未知磁性。研究人員指出，這一發現與未來的磁性數據存儲技術密切相關，同時增進了對二維系統中磁性相互作用的基本理解。
隨著數據量的不斷增長，未來的磁性存儲介質必須能夠在越來越高的密度下可靠地存儲信息，斯圖加特大學應用量子技術中心（ZAQuant）主任 Jörg Wrachtrup 教授表示。他的團隊負責這項研究，結果對下一代數據存儲技術具有直接的相關性。此外，這些結果也具有基本重要性，因為它們提供了對原子薄材料中磁性相互作用的新見解。
研究小組在由四層碘化鉻組成的系統中發現了新的磁態。斯圖加特大學第 3 物理學研究所的博士後研究員 Ruoming Peng 博士解釋，通過調節各層中電子之間的相互作用，研究人員可以選擇性地控制這種磁性。他指出，值得一提的是，觀察到的磁性特性對環境擾動具有穩定性。
此次研究的碘化鉻屬於二維材料類別，這些系統僅由幾層原子構成，並以晶格排列。根據新聞稿，早已知曉二維材料的性質與其三維大塊材料的性質根本不同。斯圖加特的研究人員通過輕微扭轉兩層碘化鉻，創造了一種新型的磁態。Peng 說：“相比之下，未扭轉的雙層不會顯示出淨外部磁場，這在早期研究中已有證明。”
這種扭轉導致了所謂的斯凱爾米翁（skyrmions）形成，這是一種納米級的拓撲保護磁結構，是已知最小和最穩定的信息載體之一。研究小組首次成功創造並直接檢測到在扭轉的二維磁性材料中出現的斯凱爾米翁。這項研究發表在《Nature Nanotechnology》期刊上，觀察到長程磁性紋理超出了單一的摩爾單元格，我們稱之為超摩爾磁態。
在小扭轉角度下，自發磁性紋理的大小隨著扭轉角度的增加而增大，這與基礎的摩爾波長相反。在 1.1° 的扭轉設備中，自發磁性紋理的大小達到約 300 nm，這比基礎的摩爾波長大一個數量級，而在扭轉角度超過 2° 時則消失。這項研究的發現不僅為未來的數據存儲技術提供了新的可能性，還為研究人員了解二維材料中的磁性行為開闢了新的視野。
