Magnetiske hvirvler i trange rum

I et tæt samarbejde mellem eksperimentelle og teoretiske fysikere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), forskergrupperne af professor Mathias Kläui og Dr. Peter Virnau undersøgte opførsel af magnetiske hvirvler i nanoskala geometriske strukturer.

I deres arbejde udgivet i Avancerede funktionelle materialer , forskerne indespærrede små magnetiske hvirvler, såkaldte skyrmioner, i geometriske strukturer. Skyrmioner kan skabes i tynde metalfilm og har partikellignende egenskaber:De udviser høj stabilitet og afvises fra hinanden og fra specielt forberedte vægge. Eksperimenter og ledsagende computersimuleringer viste, at mobiliteten af ​​skyrmioner inden for disse geometriske strukturer afhænger massivt af deres arrangement. I trekanter, for eksempel, tre, seks, eller ti skyrmioner arrangeret som bowlingnåle er særligt stabile.

"Disse undersøgelser lægger grundlaget for udviklingen af ​​nye ikke-konventionelle databehandlings- og lagringsmedier baseret på bevægelsen af ​​magnetiske hvirvler gennem mikroskopiske korridorer og kamre, " forklarede professor Mathias Kläui. Forskningen blev finansieret af Dynamics and Topology (TopDyn) Top-level Research Area, som blev grundlagt i 2019 som et samarbejde mellem Johannes Gutenberg University Mainz, TU Kaiserslautern, og Max Planck Institute for Polymer Research i Mainz.

"Dette arbejde er et glimrende eksempel på det tværfaglige samarbejde mellem simulering og eksperiment, hvilket kun blev muliggjort af TopDyns finansiering, " sagde Dr. Peter Virnau.