1965年，英特尔公司戈登．摩尔提出著名的摩尔定律，用以总结和预期集成电路的发展，即集成电路上可容纳的晶体管数目约每隔18个月便会翻一倍，其性能也会翻倍。然而随着电路集成度越来越高，摩尔定律也遇到了新的挑战。因为按照摩尔定律描述的发展趋势，集成电路的工艺己进入纳米尺度。在芯片上如此高密度的集成元器件，热耗散问题是一个巨大的挑战。更严重的是，随着集成电路的工艺进入纳米尺度，量子效应会逐渐显现并占据支配地位。当描述元器件工作的物理规律由经典物理转变为量子力学，试图按照原来的方式保持集成电路的发展趋势就非常困难了。自旋电子学器件利用电子的自旋属性实现更高效率的信息存储、传递和处理,是打破或规避上述壁垒的重要途径。近年来，磁结构中的拓扑属性及其相关应用被认为将可能成为下一代自旋电子器件的信息载体,是目前该领域的研究热点之一。