Skyrmion na powierzchni

Fizycy z Forschungszentrum Jülich oraz uniwersytetów w Hamburgu i Kilonii jako pierwsi odkryli skyrmiony - spiralne magnetyczne struktury - na powierzchni, a nie w głębi materiałów. W przyszłości obecność skyrmionów może posłużyć do budowy nośników danych.

Istnienie skyrmionów postulowano od ponad 20 lat. Po raz pierwszy zauważono je w roku 2009, a przed rokiem pisaliśmy o pierwszej bezpośredniej obserwacji skyrmionów.

Teraz niemieccy uczeni zauważyli je na powierzchni jednoatomowej grubości warstwy żelaza nałożonej na iryd. Skyrmiony te zostały utworzone przez nie więcej niż 15 atomów, a ich średnica nie przekracza kilku atomów, co oznacza, że są o co najmniej jeden rząd wielkości mniejsze niż skyrmiony dotychczas obserwowane.

Magnetycznie stabile byty, które odkryliśmy, zachowują się jak cząsteczki i układają się na dwuwymiarowej siatce w strukturę podobną do atomów. To odkrycie oznacza dla nas, że sny się ziściły - mówi profesor Stefan Blügel.

Już przed czterema laty ten sam zespół naukowców odkrył nowy porządek magnetyczny w cienkiej warstwie manganu pokrywającego wolfram i udowodnił, że do jego powstania przyczyniło się oddziaływanie Działoszyńskiego-Moriya. To samo zjawisko jest konieczne do powstania spiralnych skyrmionów.

Obliczenia wykonane za pomocą superkomputerów wykazały, że do odpowiedniego ułożenia spinów i powstania skyrmionów przyczyniły się oddziaływanie Działoszyńskiego-Moriya, konwencjonalne oddziaływania pomiędzy spinami oraz nielinearne oddziaływanie pomiędzy czterema spinami.

Teraz chcemy zbadać wpływ elektryczności na skyrmiony. W jaki sposób spiny elektronów będą oddziaływały na magnetyczne spirale, jak wpłynie to na same spirale i na oporność - mówi profesor Blügel.

skyrmion