Haces magnéticos estables logrados a temperatura ambiente y campo magnético cero.

Escenario de creación de haces skyrmion de campo cero y sus configuraciones magnéticas tridimensionales. un Escenario de creación de paquetes Skyrmion. Las imágenes siguientes muestran las correspondientes imágenes simuladas de Fresnel. b –d Contorno de m _z = −0.1 en la superficie superior (z = 0 nm), en la capa media (z = 80 nm), y la superficie inferior (z = 160 nm) de un Q = 2 paquete. ⊙ y ⊗\otimes representan orientaciones hacia arriba y hacia abajo de la polaridad. e –g Configuraciones magnéticas en las capas superior, media e inferior del Q = 2 paquetes. La rueda de colores representa las magnetizaciones. Crédito:Comunicaciones de la naturaleza (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47730-6

Recientemente, el equipo de investigación dirigido por el Prof. Du Haifeng del laboratorio de Alto Campo Magnético de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei de la Academia de Ciencias de China logró haces magnéticos estables a temperatura ambiente sin necesidad de ningún campo magnético externo.

Su trabajo está publicado en Nature Communications. .

Las estructuras magnéticas topológicas son un tipo de disposición de espín con propiedades topológicas no triviales. Estas estructuras son prometedoras como portadores de datos de próxima generación y podrían superar las limitaciones de las tecnologías tradicionales de almacenamiento magnético en espintrónica.

En investigaciones anteriores, el equipo propuso un método para inducir haces de skyrmion magnéticos en un material helimagnético quiral llamado FeGe. Sin embargo, lograr haces magnéticos estables a temperatura ambiente y sin un campo magnético externo siguió siendo un desafío importante para las aplicaciones prácticas en espintrónica.

Para abordar este desafío, los investigadores combinaron ingeniosamente corrientes pulsadas con campos magnéticos invertidos en el material helimagnético quiral a temperatura ambiente Co₈. Zn₁₀ Mn₂ . Este enfoque les permitió lograr una rica variedad de skyrmions magnéticos quirales a temperatura ambiente, evitando los complejos procesos de enfriamiento de campo requeridos en la generación anterior de haces de skyrmion.

Además, introdujeron un fondo especial de magnetización de dominio espiral vertical de campo cero para estabilizar los haces de skyrmion magnéticos. Al establecer un diagrama de fase completo del campo magnético-temperatura para los haces de skyrmion, finalmente lograron haces de skyrmion magnéticos aislados y estables a temperatura ambiente con cero campos magnéticos externos en condiciones de contorno libre.

Según el equipo, este trabajo podría mejorar el desarrollo de dispositivos espintrónicos topológicos, aprovechando la libertad de las restricciones de los parámetros topológicos.

Más información: Yongsen Zhang et al, Paquetes de skyrmion estables a temperatura ambiente y campo magnético cero en un imán quiral, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47730-6

Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza

Proporcionado por los Institutos Hefei de Ciencias Físicas, Academia China de Ciencias

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