Pesquisadores da Tohoku University têm, pela primeira vez, demonstrou com sucesso uma formação e movimento induzido por corrente de skyrmions magnéticos antiferromagnéticos sintéticos. Espera-se que as descobertas abram caminho para novas tecnologias funcionais de processamento e armazenamento de informações.

O skyrmion magnético é conhecido por ser um objeto topológico que surge em sistemas magnéticos. Ele possui a capacidade de ser feito em nanoescala e ser impulsionado por uma corrente, mostrando promessa para várias aplicações onde as informações são representadas pela presença, ausência, número, ou estado do skyrmion. Contudo, resta um obstáculo - o efeito Skyrmion Hall.

O efeito Skyrmion Hall faz com que o skyrmion não se mova ao longo da corrente, mas na direção diagonal à corrente por causa do momento angular inerente do skyrmion, degradando a eficiência e estabilidade dos dispositivos. Como tal, a demanda é alta por tecnologia que supere o efeito Skyrmion Hall.

O grupo de pesquisa, que inclui o professor Hideo Ohno (atual presidente da Tohoku University), Professor Associado Shunsuke Fukami, e Ph.D. candidato Sr. Takaaki Dohi - desenvolveu uma estrutura de pilha magnética na qual o skyrmion é movido ao longo da corrente, evitando o efeito Skyrmion Hall.

A estrutura desenvolvida explora efetivamente três efeitos spintrônicos, Interação Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY), Interação Dzyaloshinskii-Moriya (DM), e interação spin-órbita (SO). Devido às interações RKKY e DM, um skyrmion sintético antiferromagneticamente acoplado (SyAF) é formado com sucesso. Além disso, graças à interação do SO, o skyrmion SyAF é movido com uma corrente muito menor do que skyrmions ferromagnéticos convencionais. Além disso, a supressão do efeito Skyrmion Hall é confirmada para o sistema SyAF.

Esta é a primeira demonstração da formação e do movimento induzido pela corrente de skyrmions magnéticos contornando o efeito Hall do skyrmion em temperatura ambiente. Em última análise, espera-se que a presente descoberta abra o caminho para novos dispositivos spintrônicos nos quais a topologia que surge em materiais magnéticos é totalmente utilizada.