Los investigadores han descubierto tres variantes distintas de paredes de dominio magnético en el helimagnet hierro germanio (FeGe). Sus resultados han sido publicados en Física de la naturaleza . Investigador Dennis Meier, profesor asociado de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), dice que comprender la creación de campos magnéticos es clave para comprender el significado del descubrimiento.
Una corriente eléctrica puede generar un campo magnético, como en electroimanes. La segunda fuente de un campo eléctrico es el espín, que es el momento magnético de las partículas elementales de un átomo. El tipo de magnetismo más conocido es el ferromagnetismo. Este tipo de orden magnético ocurre cuando los momentos magnéticos de los átomos en una sustancia están esencialmente alineados, es decir, apuntan en la misma dirección y atraen o repelen otros objetos magnéticos.
Con helimagnetos, Los momentos magnéticos de los átomos se organizan en patrones espirales o helicoidales. El germanio de hierro (FeGe) es una mezcla de hierro y germanio metaloide. Tiene una estructura cristalina similar a la que se encuentra en un diamante, en el que se repite el mismo patrón de átomos. En realidad, este material no es tan uniforme como parece. El cristal puede ser casi perfecto, pero la estructura magnética puede tener simultáneamente su propia organización.
En otras palabras, una estructura cristalina aparentemente perfecta en un sólido se divide en áreas separadas, cada uno con sus propias propiedades magnéticas especiales. Estas regiones magnéticas se denominan dominios. En ferromagnetos, los átomos en cada uno de estos dominios tienen momentos magnéticos que apuntan en la misma dirección, pero la dirección varía entre áreas vecinas. Los helimagnetos tienen dominios con patrones en espiral. Las transiciones entre estas áreas se denominan paredes de dominio, que es lo que están estudiando Meier y sus colegas.
El grupo de investigación internacional descubrió tres nuevas clases de paredes de dominio en helimagnetos. "Los patrones especiales ocurren debido a los llamados defectos topológicos. Los investigadores tuvieron la suerte de encontrarlos, "Dice Meier." Pero tienes que saber cuándo tienes suerte ".
Sus descubrimientos son completamente nuevos para la ciencia. Las paredes de dominio pueden tener propiedades magnéticas exóticas que las regiones que separan no revelan. Los muros, por ejemplo, puede interactuar más fuertemente con una corriente eléctrica y posiblemente podría usarse para la transferencia y almacenamiento de datos en el futuro. Este descubrimiento puede que algún día proporcione una alternativa a las computadoras actuales, que invierten el campo magnético y alternan el voltaje entre uno y cero. Este método consume mucha más energía que mover estructuras magnéticas topológicas a lo largo de la denominada memoria de pista de carreras.
"Lo siguiente que haremos es intentar influir en estos nuevos muros de dominio, ", dice Meier. Los investigadores intentarán dirigir estas paredes con una corriente eléctrica, es decir, controlarlos. Para este proyecto, Meier y su equipo en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales colaborarán con colegas del nuevo Centro de Excelencia QuSpin (Centro de Espintrónica Cuántica) de NTNU.
