在一些材料中，自旋在纳米和微米尺度内形成复杂的磁性结构，其中磁化方向沿着特定方向扭曲和卷曲。这种结构的例子是磁泡、天幕和磁漩涡。
自旋电子学的目标是利用这种微小的磁性结构来存储数据或执行逻辑运算，与当今占主导地位的微电子元件相比，功耗非常低。然而，大多数磁性织构的产生和稳定仅限于几种材料，并且在非常特定的条件下(温度，磁场等)可以实现。
由HZB物理学家Sergio Valencia博士领导的一项国际合作研究了一种新方法，该方法可用于在各种化合物中创建和稳定复杂的自旋纹理，例如径向涡。在径向涡旋中，磁化指向或远离结构的中心。这种类型的磁结构通常是高度不稳定的。
在这种新颖的方法中，径向涡流是在超导结构的帮助下产生的，而表面缺陷的存在使其稳定。
样品由微米大小的岛组成，由高温超导体YBCO组成，上面沉积有铁磁性化合物。当样品冷却到92开尔文(-181℃)以下时，YBCO进入超导状态。
在这种状态下，施加外部磁场并立即移除。这个过程允许磁通量子的穿透和固定，这反过来又产生了一个磁场杂散场。
正是这种杂散场在其上的铁磁层中产生了新的磁性微观结构:自旋从结构中心径向发散，就像在径向涡旋中一样。
随着温度的升高，YBCO从超导态过渡到正常态。因此，YBCO岛产生的杂散场消失了，磁径向涡也会消失。然而，HZB的研究人员和合作者已经观察到，表面缺陷的存在阻止了这种情况的发生:即使在接近室温的情况下，径向涡旋也会部分保持印迹状态。
“我们利用超导结构产生的磁场在放置在它们上面的铁磁体和表面缺陷上刻印某些磁畴以稳定它们。这种磁性结构类似于skyrmion，对于自旋电子应用来说很有趣，”瓦伦西亚解释说。
较小的印记漩涡直径约为2微米，大约是典型天空漩涡大小的10倍。研究小组研究了圆形和方形几何形状的样品，发现圆形几何形状增加了印迹磁径向涡流的稳定性。
“这是一种创造和稳定这种结构的新方法，它可以应用于各种铁磁材料。这是超导自旋电子学进一步发展的良好新前景，”瓦伦西亚说。
这项研究发表在ACS应用材料与界面杂志上。
