Embora a capacidade de controlar facilmente as propriedades magnéticas de pequenos sistemas eletrônicos seja altamente desejável para pequenos eletrônicos futuros e armazenamento de dados, uma solução eficaz provou ser extremamente elusiva.

Mas agora, um grupo de pesquisadores de universidades do Chile e do Brasil reporta esta semana no Journal of Applied Physics , uma maneira simples de obter controle do magnetismo que começa controlando a forma dos sistemas.

Com base no fato de que a curvatura dos nanoímãs induz texturas quirais (assimétricas) dentro do campo de magnetização, os pesquisadores - da Pontificia Universidad Católica de Chile e da Universidad de Chile, e o Instituto Federal de Educação do Brasil, Ciência e Tecnologia Baiano e Universidade Federal de Viçosa - estabeleceram um novo método para produzir vórtices e antivórtices estáveis ​​via nanoímãs com curvatura variável.

Seu trabalho envolve mostrar que uma configuração de magnetização que consiste em duas estruturas de números de enrolamento opostos - vórtice e antivórtex - aparecerá como estados remanescentes dentro de nanoímãs toroidais ocos (em forma de donut). Essas configurações topológicas são o resultado da interação quiral induzida pela curvatura.

Como você deve ter adivinhado, magnetização é o conceito central do trabalho do grupo.

"Se você olhar para um ímã doméstico típico, verá pólos norte e sul claramente definidos, "disse Vagson Carvalho-Santos, professor e pesquisador do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano. "Nosso sistema, um ímã de dimensões muito pequenas, pode ser pensado como um agregado de pequenos ímãs - mas com pólos magnéticos que mudam de um ponto para o outro. "

Este conjunto de orientações norte-sul, conhecido como magnetização, pode exibir formas interessantes e bonitas. "Estruturas semelhantes a vórtices - texturas em redemoinho - aparecem dentro da magnetização como consequência da curvatura do sistema, "Disse Carvalho-Santos." Nas nossas simulações, observamos a formação de tais estruturas quando um campo magnético foi aplicado a uma nanopartícula magnética curva. "

A descoberta do grupo "aponta para texturas estáveis ​​com estruturas semelhantes a vórtices, que são estabilizados pela forma do sistema, "Disse Carvalho-Santos." Isso é surpreendente porque, em geral, o efeito da geometria envolvida foi estudado apenas para as propriedades dinâmicas do sistema magnético. Nossa descoberta de configurações estáveis ​​e estáticas provavelmente será benéfica para as tecnologias de armazenamento de informações. "

Em termos desses tipos de aplicativos futuros, "a estabilização de um par vórtice-antivórtex é mais um modo coletivo de magnetização que pode ser adicionado ao 'zoológico' das configurações semelhantes a partículas que aparecem em sistemas de matéria condensada, tais como paredes transversais e de domínio de vórtice, skyrmions (região semelhante a um ponto de magnetização reversa dentro de um ímã uniforme), vórtices isolados, etc, “Disse Carvalho-Santos. Isto significa que estas estruturas podem ser consideradas como base para futuros dispositivos de armazenamento de dados e memória de acesso aleatório.

Além disso, "se esse par vórtice-antivórtex pode ser movido pela aplicação de um campo magnético ou uma corrente polarizada por spin, pode ser considerado para a criação de dispositivos baseados no conceito de 'memória para pista de corrida, '"Disse Carvalho-Santos. Devido ao pequeno tamanho da configuração resultante, tais estruturas podem permitir o armazenamento de informações em uma pequena região de um dispositivo de armazenamento.

"Nosso principal interesse agora é aprender como obter controle sobre essas estruturas e como movê-las, o que é de grande importância para usá-los em futuras aplicações tecnológicas, "Carvalho-Santos disse." Uma possibilidade é controlar a posição deles por meio de correntes elétricas. "