In-plane antiferromagneter er vært for en rig klasse af partikellignende spin-teksturer

Sammenlignet med de chirale spin-teksturer i ferromagneter, deres antiferromagnetiske modstykker kan manipuleres af spinstrømme med en mere direkte tilgang på grund af fraværet af skyrmion Hall-effekten, og meget lavere strømforbrug, såvel. Indtil nu, mest forskning har fokuseret på isoleret excitation i vinkelrette antiferromagnetiske spin-systemer, for eksempel, skyrmion solitoner. I mellemtiden egenskaberne og den relaterede fysik af dens in-plane analog, bimeronen, forblive undvigende.

For nylig, et internationalt forskerhold fra Kina, Japan, Australien, Polen, Slovakiet og Det Forenede Kongerige undersøgte teoretisk den aktuelle exciterede dynamik af topologisk ikke-trivielle bimeron-solitoner og deres klynger i en antiferromagnetisk tynd film med magnetisk anisotropi i planet.

De fandt ud af, at bimeroner, ligner almindelige antiferromagnetiske kvasipartikler, kan manipuleres af spinstrømme. Deres dynamik, imidlertid, viser en stærk afhængighed af retningen af ​​strømpolarisationen. I øvrigt, bimeron-solitonerne udviser translationel attraktiv interaktion, som muliggør spontan dannelse af bimeronklynger med høje Néel-topologiske tal. Ud over, deres modstykker med modsat Néel topologisk ladning eksisterer. Denne undersøgelse antyder en rig klasse af partikellignende spin-teksturer, der tillades af det antiferromagnetiske system i planet, som kan manipuleres af strømme med høj fleksibilitet og effektivitet.

"En antiferromagnetisk bimeron er analogen i planet af en antiferromagnetisk skyrmion. De har flere fordele i forhold til ferromagnetiske spin-teksturer, såsom højere mobilitet og fraværet af skyrmion Hall-effekten. Og de magnetiske solitoners klyngeadfærd vil helt sikkert gøre dem mere attraktive, " siger Dr. Xiaoguang Li, en postdoc forsker ved CUHKSZ, og en af ​​forfatterne til dette værk. "Bimeronklyngerne kan effektivt manipuleres af spinstrøm, hvilket gør dem til potentielle multi-bit databærere. I øvrigt, deres topologiske ladning og størrelse kan modificeres gennem sammensmeltning eller tilintetgørelse med andre klynger, som kan give en vej mod magnetisk topologi-baseret databehandling."