Texturas de spin topológicas em sistemas magnéticos com frustração de troca, como skyrmions e bimerons, pode mostrar topologia não trivial e dinâmica exótica.

Em um trabalho recente realizado por uma equipe de pesquisa internacional da China, Japão, e Austrália, os autores estudam teoricamente as propriedades estáticas e dinâmicas de bímeros topologicamente não triviais em uma monocamada ferromagnética com frustração de troca e anisotropia magnética no plano.

Eles descobriram que o bímero mostra uma dinâmica rica induzida por torques spin-órbita, que dependem da configuração da corrente motriz, bem como da topologia do bímero. Eles demonstram computacionalmente que bímeros frustrados podem ser mesclados de uma forma que respeite a conservação da topologia. Em analogia com a física nuclear, bímeros frustrados com cargas topológicas mais altas são mais energeticamente favoráveis. Esta investigação sugere que a dinâmica de spin em ímãs frustrados pode ser mais complexa e diversa do que em ímãs quirais convencionais.

Os resultados foram publicados online no dia 27 de abril na revista. Revisão Física B , em um artigo do Grupo do Prof. Yan Zhou da Universidade Chinesa de Hong Kong, Shenzhen (CUHKSZ), e quatro colaboradores da Universidade de Tóquio, Japão, Shinshu University, Japão, a Universidade de New South Wales, Austrália, e a Sichuan Normal University, China.

"Anteriormente, estudamos a dinâmica dos skyrmions em sistemas de spin frustrados com interações concorrentes, "diz o Dr. Xichao Zhang, um pesquisador de pós-doutorado na CUHKSZ, e o primeiro autor do estudo. "Agora, estamos pensando em outras texturas de spin topológicas. Bimeron é uma contraparte topológica do skyrmion, e também carrega uma carga topológica inteira. De fato, neste trabalho, descobrimos numericamente que os bímeros frustrados têm algumas características novas de dinâmica. Por exemplo, ele pode ser conduzido em movimento linear ou rotação. "

"Os bímeros podem servir como bits de informação protegidos topologicamente em sistemas magnetizados no plano. A vantagem dos filmes ferromagnéticos no plano frustrados é que eles podem hospedar bímeros estáveis ​​de diferentes cargas topológicas, permitindo, assim, operações lógicas mais avançadas nesses sistemas, "explica o Dr. Oleg A. Tretiakov, professor sênior da University of New South Wales, e coautor deste estudo.

"Tanto skyrmions quanto bimerons podem ser usados ​​como portadores de informações não voláteis, portanto, vale a pena estudar as propriedades estáticas e dinâmicas dessas texturas de spin topológicas em diferentes sistemas magnéticos, que será útil para o projeto de futuros dispositivos spintrônicos baseados neles, "explica o Dr. Yan Zhou, professor associado de CUHKSZ, e o autor correspondente do estudo.