Desde las brújulas utilizadas en la antigua navegación ultramarina hasta los motores eléctricos, sensores, y actuadores en automóviles, Los materiales magnéticos han sido un pilar a lo largo de la historia de la humanidad. Además, Casi toda la información que existe en la sociedad contemporánea está registrada en medios magnéticos, como discos de disco duro.

Un equipo de investigadores del Centro Brasileño de Investigaciones Físicas está estudiando el movimiento de las paredes del dominio de vórtices (regiones locales de carga que almacenan colectivamente información a través de su configuración) impulsadas por campos magnéticos en nanocables ferromagnéticos, que están configurados en línea recta con una rama asimétrica en forma de Y. Hablan de su trabajo en la Revista de física aplicada .

La pregunta planteada por el grupo fue:¿Qué le sucede a la pared del vórtice cuando se encuentra con la rama? ¿Cambia de dirección o no? ¿O podría estar dividido en dos paredes?

"Para hacer un paralelo simplista, si imaginamos que la pared del vórtice es un tornado y el tornado corre por una carretera recta y se encuentra con una encrucijada, qué pasa después; ¿Se puede dividir en dos tornados? ", dijo Luiz Sampaio, investigador del Centro Brasileño de Investigaciones en Física de Río de Janeiro.

Generalmente hablando, Los campos magnéticos se pueden utilizar para cambiar la magnetización de un material magnético, al igual que un imán de barra puede magnetizar una aguja de coser que de otro modo no sería magnética, e incluso puede invertir su magnetización completamente en algunos casos.

El proceso involucrado en la inversión de la magnetización a veces exhibe la nucleación y el movimiento de estas paredes de dominio, que constituyen la transición entre dos regiones de carga magnetizadas en diferentes direcciones. El movimiento de la pared de dominio se ha explorado ampliamente en nanocables ferromagnéticos debido a su alto potencial para aplicaciones en dispositivos espintrónicos. aquellos que utilizan las propiedades de espín cuántico de los electrones.

El control y la manipulación de estos muros de dominio es crucial para realizar con éxito la memoria magnética, Dispositivos lógicos y sensores. Modificando la geometría del nanoalambre, Los científicos esperan adquirir un mayor control del movimiento de la pared de dominio y establecer una ruta para lograr la confiabilidad en la conmutación de magnetización en nanocables ferromagnéticos. El equipo ideó un estudio en dos pasos.

"Primero, fabricamos muestras mediante litografía por haz de electrones, técnicas de pulverización catódica y despegue de magnetrones, "dijo Sampaio. Después de la fabricación a escala nanométrica, luego midieron el comportamiento de magnetización de conmutación mediado por la propagación de la pared del dominio.

El segundo paso fue realizar simulaciones micromagnéticas para orientar e interpretar los resultados experimentales. "Estas dos herramientas nos permitieron estudiar en detalle los procesos de las paredes del dominio de vórtices en la entrada de la rama, " él dijo.

Avanzando el equipo quiere comprender si el ángulo entre el nanoalambre y la rama puede aumentar el comportamiento asimétrico en la entrada de la rama. Esto aumentaría la probabilidad de observar solo un tipo de pared de dominio de vórtice, en sentido horario o antihorario. Esto requerirá variar los ángulos de los nanocables con la rama para seleccionar la quiralidad del vórtice.

Comprender los aspectos dinámicos de las paredes del dominio de vórtices abre una ruta para un mejor control de su movimiento y trayectoria. Esto puede ser importante para producir puertas lógicas, que puede basarse en el movimiento de la pared de dominio en línea con dichas ramas. La magnetización en las ramas se puede orientar en dos direcciones diferentes a lo largo del eje del nanoalambre, donde cada dirección serviría como el "0" y el "1" necesarios para el almacenamiento y procesamiento de datos.

"Para brindar la confiabilidad necesaria para estas aplicaciones, se requiere un mayor grado de control en la conmutación de magnetización, pero para mejorar la eficiencia de los procesos involucrados en la conmutación de magnetización, el muro del dominio de vórtice parece ser un candidato prometedor, "dijo Sampaio.