Texturas de spin topológicas em sistemas magnéticos são objetos intrigantes que exibem física exótica e têm aplicações potenciais no armazenamento e processamento de informações. A textura de spin topológica mais fundamental e exemplar é chamada de skyrmion, que é uma parede de domínio circular em nanoescala carregando uma carga topológica inteira diferente de zero. A textura do skyrmion em materiais magnéticos foi teoricamente prevista no final dos anos 1980, e foi experimentalmente observado em ímãs quirais há uma década. Desde a primeira observação de skyrmions magnéticos, a comunidade skyrmion se concentrou em uma série de texturas de spin topológicas evoluídas a partir do skyrmion, como o skyrmionium e o bímero.

Em um recente trabalho teórico realizado por uma equipe internacional da China, Japão, Austrália, Rússia, e França. Os autores introduziram um novo tipo de texturas de spin topológicas, que é chamado de bimerônio. O bimerônio existe em ímãs com magnetização no plano. É uma contraparte topológica do skyrmionium em ímãs magnetizados perpendicularmente e pode ser visto como uma combinação de dois bímeros com cargas topológicas opostas. Portanto, o bimerônio carrega uma carga topológica de zero, como o skyrmionium.

Os autores estudaram o bimerônio estabilizado em uma monocamada magnética com interações de troca frustradas. Eles descobriram que o bimerônio frustrado pode ser levado a uma autorrotação constante pelo torque de rotação-órbita tipo amortecimento em certas condições. Este estudo sugere que o bimerônio tem a possibilidade de ser controlado por estímulos externos, o que significa que pode ser usado como um bloco de construção spintrônico.

Os resultados foram publicados online no dia 3 de fevereiro na revista. Cartas de Física Aplicada , em uma carta do grupo do Prof. Yan Zhou da Universidade Chinesa de Hong Kong, Shenzhen (CUHKSZ), e vários colaboradores da Sichuan Normal University, China, A Universidade de Tóquio, Japão, A Universidade de New South Wales, Austrália, Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia, Rússia, CY Cergy Paris University, França, e Shinshu University, Japão

"Vários tipos diferentes de texturas de spin topológicas podem ser encontrados em sistemas de spin frustrados, em princípio, "diz o Dr. Xichao Zhang, um pesquisador atualmente na Shinshu University, e o primeiro autor do estudo. "Skyrmions e skyrmioniums foram extensivamente investigados por muitos anos, agora acho que é a hora de explorar suas contrapartes em diferentes sistemas magnéticos. No futuro, diferentes texturas de spin topológico podem desempenhar papéis diferentes em aplicações spintrônicas. "

"Recentemente, sistemas magnéticos com anisotropia no plano recuperando o interesse, por isso, é importante compreender as propriedades dinâmicas de texturas de spin topológicas, como bímeros e bimerônios, que pode levar a novas aplicações spintrônicas, "explica o Dr. Oleg A. Tretiakov, professor sênior da University of New South Wales, e coautor deste estudo.

"Na verdade, todas essas novas descobertas magnéticas fascinantes vêm de interações concorrentes em sistemas de spin frustrados. A frustração está na origem de muitos novos fenômenos descobertos desde os anos 80 e muitos deles ainda serão descobertos no futuro, "diz o Dr. Hung T. Diep, distinto professor da CY Cergy Paris University, e coautor deste estudo.

"Em teoria, o bimerônio também pode ser estabilizado por interações de troca quirais em ferromagnetos e antiferromagnetos. Acreditamos que seja possível observar esses novos objetos topológicos em materiais magnéticos usando os métodos existentes, "explica o Dr. Yan Zhou, professor associado da CUHKSZ, e o autor correspondente do estudo.