Texturas de espín topológico en sistemas magnéticos con frustración de intercambio, como skyrmions y bimerons, puede mostrar una topología no trivial y una dinámica exótica.

En un trabajo reciente realizado por un equipo de investigación internacional de China, Japón, y Australia, los autores estudian teóricamente las propiedades estáticas y dinámicas de bimerones topológicamente no triviales en una monocapa ferromagnética con frustración de intercambio y anisotropía magnética en el plano.

Encuentran que el bimerón muestra una rica dinámica inducida por pares de giro en órbita, que dependen de la configuración de la corriente de conducción, así como de la topología de bimeron. Demuestran computacionalmente que los bimerones frustrados se pueden fusionar de una manera que respete la conservación de la topología. En analogía con la física nuclear, Los bimerones frustrados con cargas topológicas más altas son energéticamente más favorables. Esta investigación sugiere que la dinámica de espín en los imanes frustrados puede ser más compleja y diversa que en los imanes quirales convencionales.

Los resultados se publicaron en línea el 27 de abril en la revista Revisión física B , en un artículo del Grupo del Prof. Yan Zhou de la Universidad China de Hong Kong, Shenzhen (CUHKSZ), y cuatro colaboradores de la Universidad de Tokio, Japón, Universidad Shinshu, Japón, la Universidad de Nueva Gales del Sur, Australia, y la Universidad Normal de Sichuan, Porcelana.

"Anteriormente, estudiamos la dinámica de los skyrmions en sistemas de espín frustrados con interacciones competitivas, "dice el Dr. Xichao Zhang, investigador postdoctoral en CUHKSZ, y el primer autor del estudio. "Ahora, estamos pensando en otras texturas de espín topológicas. Bimeron es una contraparte topológica de skyrmion, y también lleva una carga topológica entera. En efecto, en este trabajo encontramos numéricamente que los bimerones frustrados tienen algunas características nuevas de dinámica. Por ejemplo, se puede impulsar en movimiento lineal o en rotación ".

"Los bimerones pueden servir como bits de información protegidos topológicamente en sistemas magnetizados en el plano. La ventaja de las películas ferromagnéticas en el plano frustradas es que pueden albergar bimerones estables de diferentes cargas topológicas, permitiendo así operaciones lógicas más avanzadas en estos sistemas, "explica el Dr. Oleg A. Tretiakov, profesor titular de la Universidad de Nueva Gales del Sur, y el coautor de este estudio.

"Tanto los skyrmions como los bimerons se pueden utilizar como portadores de información no volátiles, por lo que vale la pena estudiar las propiedades estáticas y dinámicas de estas texturas de espín topológicas en diferentes sistemas magnéticos, que será útil para el diseño de futuros dispositivos espintrónicos basados ​​en ellos, "explica el Dr. Yan Zhou, profesor asociado de CUHKSZ, y el autor correspondiente del estudio.