Las texturas de espín topológico en sistemas magnéticos son objetos intrigantes que exhiben una física exótica y tienen aplicaciones potenciales en el almacenamiento y procesamiento de información. La textura de espín topológica más fundamental y ejemplar se llama skyrmion, que es una pared de dominio circular a nanoescala que lleva una carga topológica entera distinta de cero. La textura de skyrmion en materiales magnéticos se predijo teóricamente a fines de la década de 1980, y se observó experimentalmente en imanes quirales hace una década. Desde la primera observación de skyrmions magnéticos, la comunidad de skyrmion se ha centrado en una serie de texturas de espín topológicas evolucionadas a partir del skyrmion, como el skyrmionium y el bimeron.

En un trabajo teórico reciente realizado por un equipo internacional de China, Japón, Australia, Rusia, y Francia. Los autores introdujeron un nuevo tipo de texturas de espín topológico, que se llama bimeronio. El bimeronio existe en imanes con magnetización en el plano. Es una contraparte topológica del skyrmionium en imanes magnetizados perpendicularmente y puede verse como una combinación de dos bimerones con cargas topológicas opuestas. Por lo tanto, el bimeronio tiene una carga topológica de cero, como el skyrmionium.

Los autores estudiaron el bimeronio estabilizado en una monocapa magnética con interacciones de intercambio frustradas. Descubrieron que el bimeronio frustrado puede ser impulsado a una auto-rotación constante por el par de giro en órbita similar a la amortiguación en ciertas condiciones. Este estudio sugiere que el bimeronio tiene la posibilidad de ser controlado por estímulos externos, lo que significa que podría usarse como un bloque de construcción espintrónico.

Los resultados han sido publicados en línea el 3 de febrero en la revista Letras de física aplicada , en una carta del grupo del profesor Yan Zhou de la Universidad China de Hong Kong, Shenzhen (CUHKSZ), y varios colaboradores de la Universidad Normal de Sichuan, Porcelana, La Universidad de Tokio, Japón, La Universidad de Nueva Gales del Sur, Australia, Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología, Rusia, CY Cergy Universidad de París, Francia, y la Universidad Shinshu, Japón

"En principio, se pueden encontrar varios tipos diferentes de texturas de espín topológico en sistemas de espín frustrados, "dice el Dr. Xichao Zhang, un investigador actualmente en la Universidad de Shinshu, y el primer autor del estudio. "Los skyrmions y skyrmioniums se han investigado exhaustivamente durante muchos años, ahora creo que es el momento de explorar sus contrapartes en diferentes sistemas magnéticos. En el futuro, diferentes texturas de espín topológico pueden jugar diferentes roles en aplicaciones espintrónicas ".

"Recientemente, los sistemas magnéticos con anisotropía en el plano recuperan el interés, por lo que es importante comprender las propiedades dinámicas de las texturas de espín topológicas, como los bimerones y los bimeronios, que puede conducir a nuevas aplicaciones espintrónicas, "explica el Dr. Oleg A. Tretiakov, profesor titular de la Universidad de Nueva Gales del Sur, y el coautor de este estudio.

"De hecho, todos esos fascinantes nuevos descubrimientos magnéticos provienen de interacciones competitivas en sistemas de espín frustrados. La frustración está en el origen de muchos fenómenos nuevos descubiertos desde los años 80 y muchos de ellos aún están por descubrirse en el futuro". "dice el Dr. Hung T. Diep, profesor distinguido de la Universidad CY Cergy de París, y coautor de este estudio.

"En teoria, el bimeronio también puede estabilizarse mediante interacciones de intercambio quiral en ferromagnetos y antiferromagnetos. Creemos que es posible observar estos nuevos objetos topológicos en materiales magnéticos utilizando métodos existentes, "explica el Dr. Yan Zhou, profesor asociado en CUHKSZ, y el autor correspondiente del estudio.