O bímero magnético é uma textura de spin topológica com características semelhantes a partículas, que podem existir em ímãs quirais com anisotropia magnética no plano. O bímero magnético com carga topológica de um pode ser considerado uma contraparte do skyrmion magnético em sistemas magnetizados perpendicularmente. Até aqui, os estudos sobre bímeros magnéticos enfocam os sistemas ferromagnéticos. A dinâmica do bímero em antiferromagnetos ainda permanece indefinida.

Recentemente, uma equipe de pesquisa internacional da China, Japão, e a Austrália estudou teoricamente a dinâmica dos bímeros antiferromagnéticos. Eles previram a estabilização dos bímeros isolados em antiferromagnetos e demonstraram numericamente a criação e o movimento induzido pela corrente de um bímero isolado no filme fino antiferromagnético. Eles também revelaram que o movimento de um bímero antiferromagnético induzido por correntes alternadas obedece à conhecida equação de Duffing, que descreve a oscilação de um objeto com massa sob a ação de forças restauradoras não lineares. Para um sistema não linear, comportamento caótico pode ser encontrado. Ao calcular diagramas de bifurcação e expoentes de Lyapunov, verifica-se que os movimentos periódicos e caóticos aparecem em intervalos quando a constante de amortecimento e a densidade da corrente motriz são variadas. Os resultados são úteis para a compreensão da física bimérica em antiferromagnetos e podem fornecer diretrizes para a construção de dispositivos spintrônicos baseados em bímeros.

Os resultados foram publicados na revista Cartas de revisão física , em um artigo do Grupo do Prof. Yan Zhou da Universidade Chinesa de Hong Kong, Shenzhen, e quatro colaboradores da Sichuan Normal University, China, A Universidade de Tóquio, Japão, Shinshu University, Japão, e a University of New South Wales, Austrália.

"Por causa das características da estrutura de spin dos antiferromagnetos, texturas de spin antiferromagnéticas têm dinâmicas mais ricas do que as ferromagnéticas, "diz o Sr. Laichuan Shen, um pesquisador da Universidade Chinesa de Hong Kong, Shenzhen, e o primeiro autor do estudo. "Usamos a corrente de spin para criar o bímero antiferromagnético, e conduzi-lo a uma velocidade de alguns quilômetros por segundo sem qualquer deriva transversal. Também, descobrimos que quando uma corrente alternada é aplicada para conduzir o bímero antiferromagnético, sua equação de movimento é a conhecida equação de Duffing, e seu comportamento de movimento é caótico para certos valores de parâmetros. "

"Como em antiferromagnetos de duas sub-redes, a força Magnus é completamente cancelada, o bímero antiferromagnético pode se mover diretamente ao longo da corrente aplicada, o que pode ser crucial para dispositivos spintrônicos. Além disso, o comportamento caótico desses bímeros na presença de ac-drive em antiferromagnetos de baixo amortecimento pode ser benéfico para aplicações estocásticas, como a computação neuromórfica, "explica o Dr. Oleg A. Tretiakov, professor sênior da University of New South Wales, e coautor deste estudo.

"O bímero antiferromagnético pode ser usado como o oscilador Duffing, e a proposta de uma textura de spin antiferromagnética pode potencialmente criar muitas oportunidades interessantes para o campo emergente, "explica o Prof. Yan Zhou, professor associado da Universidade Chinesa de Hong Kong, Shenzhen, e o autor correspondente do estudo.

"Nos últimos 10 anos, a maioria dos estudos na área tem se concentrado em skyrmions em materiais ferromagnéticos, enquanto skyrmions e outras texturas de spin topológicas também podem existir em materiais antiferromagnéticos. Nosso trabalho mostra que as texturas de spin topológicas antiferromagnéticas podem ser tão úteis quanto as ferromagnéticas, "diz o Prof. Guoping Zhao, Professor da Universidade Normal de Sichuan, e o outro autor correspondente do estudo.