Los experimentadores de RIKEN han eliminado una restricción sobre el tipo de materiales que pueden albergar remolinos magnéticos a nanoescala conocidos como skyrmions. Esto ampliará significativamente la gama de materiales en los que se pueden crear skyrmions, haciéndolos aún más atractivos para su uso en dispositivos de almacenamiento de datos de bajo consumo.

Descubierto por primera vez hace poco más de una década, Los skyrmions son muy prometedores para su aplicación en baja potencia, almacenamiento y transferencia de datos de alta densidad. Están atrayendo un interés creciente, y hay predicciones de que los primeros dispositivos comerciales basados ​​en skyrmion comenzarán a aparecer en unos diez años.

Sin embargo, hasta hace poco, Los skyrmions se habían observado solo en interfaces y en una clase especial de materiales cuyas estructuras cristalinas carecían de un centro de simetría. El año pasado, un equipo liderado por RIKEN logró crearlos en un material que tenía un centro de simetría, aumentando la gama de materiales que podrían albergar skyrmions. Pudieron hacer esto porque su material poseía una propiedad conocida como frustración geométrica, donde la geometría de un material impide que el sistema adopte el estado energético más bajo posible a bajas temperaturas.

Ahora, Shinichiro Seki y Nguyen Duy Khanh del RIKEN Center for Emergent Matter Science y sus compañeros de trabajo han ido un paso más allá y han demostrado que los skyrmions se pueden crear incluso en materiales centrosimétricos que carecen de frustración geométrica. Crearon una matriz cuadrada de skyrmions de menos de 2 nanómetros de diámetro, los skyrmions más pequeños creados hasta la fecha en un solo material, en el imán tetragonal centrosimétrico GdRu2Si2.

Esta demostración amplía aún más la gama de materiales en los que se pueden alojar skyrmions. "Los compuestos intermetálicos de tierras raras son una clase muy amplia de materiales, ", dice Nguyen." Nuestro hallazgo significa que los skyrmions se pueden crear en muchos compuestos; ya no están restringidos a una clase muy limitada de material ".

Dado que la frustración geométrica aparece solo a temperaturas muy bajas, el hallazgo de que no es necesario para generar skyrmions plantea la posibilidad de que se puedan formar a temperatura ambiente, lo que supondrá un gran impulso para su uso en aplicaciones. "Ahora estamos buscando un nuevo sistema que tenga una temperatura de pedido magnética cercana a la temperatura ambiente o incluso superior, "dice Nguyen.

Después de un encuentro fortuito en una conferencia el año pasado, el equipo ha estado colaborando con teóricos de la Universidad de Tokio para descubrir el mecanismo que permite crear skyrmions sin frustración geométrica. "Nos sorprendió mucho saber que están trabajando en el problema y que sus resultados teóricos concuerdan muy bien con nuestros resultados experimentales, "Nguyen señala.