Los científicos, por primera vez, observaron una red cuadrada de merones y antimerones, pequeños vórtices magnéticos y antivortos que se forman en una placa delgada del imán helicoidal Co8Zn9Mn3. Al variar finamente un campo magnético aplicado perpendicularmente a la placa delgada,los investigadores pudieron inducir una transformación entre la red cuadrada de merones-antimerones y una red hexagonal de skyrmions, otra forma de vórtice que es topológicamente diferente de los merones y antimerones.
La capacidad de manipular texturas de giro a escala nanométrica, como merones y skyrmions, es clave para el desarrollo de los spintronics, dispositivos electrónicos de próxima generación que tienen un consumo de energía muy bajo. El secreto de su bajo consumo de energía es que hacenuso de la textura de rotación topológica, una propiedad que surge cuando los electrones interactúan en un sólido.
Para realizar los experimentos, publicado en Naturaleza , el grupo usó una muestra magnética delgada hecha de una aleación de cobalto, zinc y manganeso, Co8Zn9Mn3, que se conoce como un imán quiral. Usaron un campo magnético extremadamente débil para convencer a los pequeños vórtices para que se formaran en la muestra delgaday los observó con microscopía electrónica de Lorentz. "Es bien conocido en la naturaleza", dice Xiuzhen Yu, del Centro RIKEN para la Ciencia de la Materia Emergente CEMS, el primer autor del artículo, "que los estímulos externos pueden desencadenar una transición estructural decristales entre redes reticulares tetragonales y hexagonales, y se había predicho que esto también se vería en texturas de giro topológicas. Fue muy satisfactorio poder demostrar que esta idea era realmente cierta, cuando fuimos testigos de los merones transformados en skyrmions comoaumentamos cuidadosamente el campo magnético "
Sin embargo, los experimentos dieron algunas sorpresas a los investigadores. Usando la muestra de placa delgada, experimentaron con bajar la temperatura para ver cómo afectaría las texturas. Según Yu, "descubrimos que los skyrmions eran muy robustos, duraderosincluso cuando bajamos la temperatura de la placa delgada, pero los merones y los antimerones eran mucho más sensibles y se relajaban en hélices giratorias a medida que bajaba la temperatura. Esto podría tener implicaciones para la manipulación de estas texturas en futuros dispositivos espintrónicos. En el futuro,planeamos hacer estudios utilizando no solo la anisotropía magnética, sino también la tensión local para controlar las texturas de espín ".
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Materiales proporcionados por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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