人工自旋冰器件中磁单极子电流的实现：迈向磁电子学的一步

磁荷流（Magnetricity）——即磁学中的电学等效概念——最近首次在实验中得到验证。确实，正如电荷流产生电流一样，在被称为自旋冰的几何阻挫磁体中，人们观察到涌现的磁单极子自由漫游（产生磁电流）。然而，这一现象的实现仅限于极端物理条件，因为自旋冰单晶必须冷却至 $0.36 K$ 的温度。克服这一困难的候选方案是自旋冰晶体的人工类似物，即所谓的人工自旋冰。在此，我们表明，通过调低几何阻挫度，这类人工系统中的一种特殊类型是极佳的候选者。我们制备了该材料并实验观测到了涌现的单极子；随后，我们计算了外磁场的影响，阐明了如何产生受控的磁电流。这种用于磁电子学的潜在纳米器件即使在室温下也具有实用性，且开发该技术的相关参数（如磁荷强度等）可以随意调节。