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德國研究人員首度成功控制微小磁自旋形成的skyrmion圖案。由於以skyrmion的尺寸更小，而且切換狀態所需的時間及量能也更少，此研究成果對於未來高密度資料儲存科技以及奈米數位電子元件相當重要，可望提升數據傳送速度並且降低處理所需的功率。
Skyrmion源自英國粒子物理學家Tony Skyrme，他在1962年提出skyrmion以解釋如何由連續的核場(nuclear field)生成離散的次原子粒子(如中子與質子)。此例中的Skyrmion是由不同方向的磁矩排列形成的微小磁渦旋(magnetic vortex)，可發生於矽化錳(manganese silicide)薄膜及鈷鐵矽(cobalt-iron-silicon)材料等許多材料中。
Skyrmion可作為未來硬碟技術的基礎。目前硬碟使用磁疇(magnetic domain)作為資訊儲存單元，但磁疇不能無限縮減。相較之下，skyrmion能以更小的空間進行資料儲存，而且翻轉自旋所需的時間及量能更少，資料保存亦更加穩定。不過在skyrmion能實際應用於硬碟之前，科學家必須先找出控制skyrmion的方法，但這方面的研究一直有待突破。
最近，漢堡(Hamburg)大學的Kirsten von Bergmann等人以置於銥(iridium)晶體表面的鈀鐵雙層(palladium-iron bilayer)為磁性材料，利用掃描穿隧式顯微鏡(STM)探針在4.2 K的超低溫下，成功透過自旋極化電流(spin-polarized current)來產生及消滅單一skyrmion。該團隊表示，透過自旋轉移力矩(spin-transfer torque)的作用，系統可以在有無skyrmion的狀態之間切換。
實驗中要執行寫入或消除skyrmion時，STM探針需移動至樣本上某定點並注入自旋極化穿隧電流。在低電流及電壓下，樣本磁化處於穩定態；在較高電及流電壓時，樣本則會在skyrmion態與磁矩平行排列之間切換，在此情況下，電流方向可決定最終狀態，顯示自旋轉移力矩與此切換過程有關。能以此方式寫入及消除skyrmion意味著這類自旋結構具有被應用於資訊科技中的潛力。
該漢堡團隊目前正試圖更佳瞭解此切換機制，以及探討自旋極化電流究竟如何與樣本磁化耦合。von Bergmann表示，這些研究將有助於優化skyrmion寫入刪除過程。他們同時也計畫研究其他薄膜材料，以期能在室溫環境中執行skyrmion刪寫功能。詳見Science|DOI: 10.1126/science.1240573。 |