p Imagens de alta ampliação de aglomerados nanomagnéticos. (a) e (b) são imagens em que o foco foi mudado do foco exato para, respectivamente, o lado negativo e o lado positivo. (c) é um mapa da distribuição de magnetização no plano, conforme determinado a partir de (a) e (b). A distribuição e densidade das cores representam a direção e a força, respectivamente, da magnetização no plano (consulte a figura de inserção no canto inferior direito). A direção e o tamanho das setas também representam a direção e a força da magnetização no plano, respectivamente. (d) e (e) mostram as respostas de diferentes aglomerados magnéticos a um campo magnético externo (B). A direção do campo magnético externo é da frente para o verso da página. A linha reta verde no canto superior direito de (e) é uma imagem falsa feita pela borda da amostra.
p Pesquisadores do National Institute of Materials Science (NIMS) usaram a microscopia eletrônica de Lorentz para mostrar que skyrmions magnéticos são formados espontaneamente como aglomerados nanomagnéticos em um óxido de manganês ferromagnético com centrosimetria. p As estruturas de vórtice magnético recentemente descobertas, conhecidas como skyrmions magnéticos, mostraram ter propriedades muito interessantes e sem precedentes, como um grande efeito Hall anômalo e movimento skyrmion sob correntes de densidade ultrabaixa. Eles criaram esperanças de sua aplicação como novos elementos magnéticos. Acredita-se que a formação de skyrmions requer a aplicação de um campo magnético a um ímã que não tem centrosimetria.
p Contudo, agora foi demonstrado pela primeira vez por observação direta com microscopia eletrônica de Lorentz que aglomerados nanomagnéticos espontaneamente formam estruturas skyrmion mesmo em óxidos de manganês ferromagnéticos onde as estruturas cristalinas têm centrosimetria. Este resultado sugere a possibilidade de que estruturas skyrmion possam ser formadas mesmo em aglomerados nanomagnéticos e nanopartículas de vários ferromagnetos que não atendem às condições convencionalmente consideradas necessárias.
p Os skyrmions observados nesta pesquisa indicam um fenômeno no qual o vórtice magnético se inverte repetidamente entre o sentido horário e anti-horário em uma determinada temperatura por causa da flutuação térmica. Também foi encontrado, além disso, que quando dois skyrmions se aproximam, eles se invertem na mesma direção do vórtice em sincronia um com o outro. Este resultado parece fornecer novos conhecimentos para o desenvolvimento de elementos magnéticos usando a interação entre skyrmions.
p O resultado também aponta para um método de determinação da energia necessária para inverter o vórtice magnético de aglomerados nanomagnéticos individuais pela observação do microscópio eletrônico de Lorentz. Este método poderia ser amplamente aplicado com nanoímãs e dispositivos nanomagnéticos para os quais é difícil determinar a energia necessária para a inversão magnética por medição comum.
p As descobertas foram anunciadas na edição online antecipada da revista científica britânica
Nature Nanotechnology em 29 de abril, 2013
