La materia se comporta de manera diferente cuando es pequeña. En la nanoescala, la corriente eléctrica atraviesa montañas de partículas, convirtiéndolas en vórtices que pueden usarse intencionalmente en la computación cuántica. Las partículas se organizan en un mapa topológico, pero las líneas se difuminan a medida que los electrones se fusionanen cuasipartículas indistinguibles con propiedades cambiantes. El truco es aprender a controlar tales materiales cambiables.
Por primera vez, los investigadores analizaron microscópicamente este proceso. El equipo internacional ha publicado sus resultados el 11 de julio de 2019 en Física de las comunicaciones , un diario de la naturaleza.
En ciertos materiales conductores, como el manganeso de silicio MnSi, las cuasipartículas pueden acumularse en un skyrmion magnético con una forma y movimiento tipo vórtice. El skyrmion crea una red de puntos de conexión dentro del cristal MnSi.
"Los skyrmions magnéticos han despertado interés debido al potencial de las aplicaciones espintrónicas", dijo Taku Sato, autor del estudio y profesor del Instituto de Investigación Multidisciplinaria para Materiales Avanzados de la Universidad de Tohoku.
Spintronics se refiere a la electrónica teórica que se basa no solo en el estado de carga de una corriente, sino también en las características de los electrones para transferir y almacenar información cuántica.
"El primer paso para realizar tales aplicaciones espintrónicas de skyrmions puede ser el control de corriente eléctrica del flujo de skyrmion", dijo Sato. "Una vez creado, el skyrmion casi nunca puede ser aniquilado. También se acopla fuertemente al flujo de corriente eléctrica, lo que significa que se necesitamuy poca corriente para mover el sistema "
Para comprender cómo la corriente eléctrica afecta los cambios del skyrmion magnético bajo una corriente eléctrica, los investigadores utilizaron un método llamado dispersión de neutrones de ángulo pequeño. Alimentaron un haz de neutrones a través de un cristal MnSi, haciendo que las partículas de skyrmion reaccionen, los neutrones literalmentedispersarse contra y alrededor de los componentes del sistema skyrmion. Cómo se dispersan les dice a los investigadores sobre el sistema.
En este caso, los investigadores vieron que la estructura reticular del skyrmion se deformaba, lo que provocaba un cambio en el movimiento del vórtice del skyrmion. También vieron que los bordes del skyrmion estaban significativamente alterados, casi como si se empujara contra sí mismo.Sato atribuye esto a lo que llamó "bordes fijados". El skyrmion podría empujar contra sus límites más externos, causando fricción.
"Hasta ahora no se ha informado de tal efecto de fricción hasta donde sabemos", dijo Sato. "Es información clave fundamental para el diseño realista del dispositivo spintronics que utiliza sykrmions magnéticos".
Sato y su equipo planean investigar más a fondo la dinámica de los skyrmions magnéticos con el objetivo eventual de desarrollar dispositivos espintrónicos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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