Os pesquisadores descobriram três variantes distintas de paredes de domínio magnético no helimagnet ferro germânio (FeGe). Seus resultados foram publicados em Física da Natureza . Pesquisador Dennis Meier, professor associado da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU), afirma que compreender a criação de campos magnéticos é a chave para compreender o significado da descoberta.
Uma corrente elétrica pode gerar um campo magnético, como em eletroímãs. A segunda fonte de um campo elétrico é o spin, que é o momento magnético das partículas elementares de um átomo. O tipo de magnetismo mais conhecido é o ferromagnetismo. Este tipo de ordem magnética ocorre quando os momentos magnéticos dos átomos em uma substância estão essencialmente alinhados - isto é, eles apontam na mesma direção e atraem ou repelem outros objetos magnéticos.
Com heliímãs, os momentos magnéticos dos átomos se organizam em padrões espirais ou helicoidais. Ferro germânio (FeGe) é uma mistura de ferro e germânio metalóide. Tem uma estrutura cristalina semelhante à encontrada em um diamante, em que o mesmo padrão de átomos se repete. Na realidade, este material não é tão uniforme quanto parece. O cristal pode estar quase perfeito, mas a estrutura magnética pode ter simultaneamente sua própria organização.
Em outras palavras, uma estrutura cristalina aparentemente perfeita em um sólido é dividida em áreas separadas, cada um com suas próprias propriedades magnéticas especiais. Essas regiões magnéticas são chamadas de domínios. Em ferromagnetos, os átomos em cada um desses domínios têm momentos magnéticos apontando na mesma direção, mas a direção varia entre as áreas vizinhas. Em vez disso, os heliímãs têm domínios com padrões espirais. As transições entre essas áreas são chamadas de paredes de domínio, que são o que Meier e seus colegas estão estudando.
O grupo de pesquisa internacional descobriu três novas classes de paredes de domínio em heliímãs. “Os padrões especiais ocorrem por causa dos chamados defeitos topológicos. Os pesquisadores tiveram a sorte de encontrá-los, "Meier diz." Mas você tem que saber quando tiver sorte.
Suas descobertas são completamente novas para a ciência. As paredes de domínio podem ter propriedades magnéticas exóticas que as regiões que separam não revelam. As paredes, por exemplo, pode interagir mais fortemente com uma corrente elétrica e pode ser usado para transferência e armazenamento de dados no futuro. Esta descoberta pode algum dia fornecer uma alternativa aos computadores de hoje, que invertem o campo magnético e alternam a voltagem entre um e zero. Este método consome muito mais energia do que mover estruturas magnéticas topológicas ao longo da chamada memória de pista de corrida.
"A próxima coisa que faremos é tentar influenciar essas novas paredes de domínio, ", diz Meier. Os pesquisadores tentarão direcionar essas paredes com uma corrente elétrica, ou seja, controlá-los. Para este projeto, Meier e sua equipe do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais irão colaborar com colegas do novo Centro de Excelência QuSpin (Centro de Spintrônica Quântica) da NTNU.
