Manipulering af magnetiske teksturer

Selvom muligheden for let at kontrollere de magnetiske egenskaber for små elektroniske systemer er yderst ønskelig for fremtidig lille elektronik og datalagring, en effektiv løsning har vist sig at være yderst undvigende.

Men nu, en gruppe forskere fra universiteter i Chile og Brasilien rapporterer i denne uge i Journal of Applied Physics , en simpel måde at få kontrol over magnetisme, der starter med at kontrollere systemernes form.

Baseret på det faktum, at krumningen af ​​nanomagneter inducerer chirale (asymmetriske) teksturer inden for magnetiseringsfeltet, forskerne - fra Chiles Pontificia Universidad Católica de Chile og Universidad de Chile, og Brasiliens Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano og Universidade Federal de Viçosa - etablerede en ny metode til at producere stabile hvirvler og antivortices via nanomagneter med variabel krumning.

Deres arbejde indebærer at vise, at en magnetiseringskonfiguration bestående af to strukturer med modsatte snoede tal-vortex og antivortex-vil fremstå som remanenttilstande inden for hule toroidale (tænk donutformede) nanomagneter. Disse topologiske konfigurationer er resultatet af chiral interaktion forårsaget af krumning.

Som du måske har gættet, magnetisering er det centrale begreb i gruppens arbejde.

"Hvis du ser på en typisk husholdningsmagnet, vil du se klart definerede nord- og sydpoler, "sagde Vagson Carvalho-Santos, professor og forsker ved Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano. "Vores system, en magnet af meget små dimensioner, kan opfattes som et aggregat af små magneter - men med magnetiske poler, der ændrer sig fra det ene punkt til det andet. "

Denne vifte af nord-syd orienteringer, kendt som magnetisering, kan vise interessante og smukke former. "Vortexlignende strukturer-hvirvlende teksturer-optræder inden for magnetiseringen som en konsekvens af krumning af systemet, "Sagde Carvalho-Santos." I vores simuleringer, vi observerede dannelsen af ​​sådanne strukturer, når et magnetisk felt blev påført en buet magnetisk nanopartikel. "

Gruppens opdagelse "peger mod stabile teksturer med vortexlignende strukturer, som stabiliseres af systemets form, "Sagde Carvalho-Santos." Dette er overraskende, fordi, generelt, effekten af ​​den involverede geometri er kun blevet undersøgt for det dynamiske system i det magnetiske system. Vores fund af statiske og stabile konfigurationer vil sandsynligvis være til gavn for informationsteknologier. "

Med hensyn til disse typer af fremtidige applikationer, "stabiliseringen af ​​et vortex-antivortex-par er endnu en kollektiv magnetiseringsform, der kan føjes til" zoo "i de partikellignende konfigurationer, der forekommer i systemer med kondenseret stof, såsom tværgående og vortex domæne vægge, skyrmions (punktlignende område med omvendt magnetisering inden for en ensartet magnet), isolerede hvirvler, etc., "Sagde Carvalho-Santos. Det betyder, at disse strukturer kan betragtes som et grundlag for fremtidig datalagring og hukommelsesenheder med tilfældig adgang.

Ud over dette, "hvis et sådant vortex-antivortex-par kan flyttes ved at anvende et magnetfelt eller en spin-polariseret strøm, det kan overvejes til oprettelse af enheder baseret på konceptet 'racerbanehukommelse, "" Sagde Carvalho-Santos. På grund af den lille størrelse af den resulterende konfiguration, sådanne strukturer kan muliggøre lagring af information inden for et lille område af en lagerenhed.

"Vores største interesse er nu at lære at få kontrol over disse strukturer og hvordan man flytter dem, hvilket er af stor betydning for at bruge dem i fremtidige teknologiske applikationer, "Carvalho-Santos sagde." En mulighed er at kontrollere deres position via elektriske strømme. "