p Atualmente, minúsculos redemoinhos magnéticos - chamados de skyrmions - são discutidos como candidatos promissores para bits em futuros dispositivos de armazenamento de dados robustos e compactos. Na Universidade de Hamburgo, essas estruturas magnéticas exóticas foram encontradas recentemente em camadas magnéticas ultrafinas e multicamadas, semelhantes aos usados ​​em unidades de disco rígido e sensores magnéticos atuais. Contudo, até agora, um ímã adicional era necessário para a leitura dos skyrmions. Agora, pesquisadores da Universidade de Hamburgo e da Christian-Albrechts-Universität em Kiel demonstraram que os skyrmions podem ser detectados com muito mais facilidade por causa de uma mudança drástica na resistência elétrica desses redemoinhos magnéticos. Para futuros conceitos de armazenamento de dados, isso promete uma simplificação significativa em termos de fabricação e operação. p Redemoinhos estáveis ​​em materiais magnéticos (ver figura) foram previstos há mais de 25 anos, mas a realização experimental foi alcançada apenas recentemente. A descoberta de tais skyrmions em filmes magnéticos finos e multicamadas, já usado na tecnologia de hoje, e a possibilidade de mover esses skyrmions em densidades de corrente elétrica muito baixas, abriu a perspectiva de usá-los como bits em novos dispositivos de armazenamento de dados.

p Até agora, redemoinhos magnéticos individuais eram detectados por microscopia eletrônica ou pela mudança de resistência em um contato de túnel com uma sonda magnética. Empregando um microscópio de varredura por túnel, os pesquisadores da Universidade de Hamburgo puderam agora demonstrar que a resistência muda também quando um metal não magnético é usado em tal medição. 'Em nosso experimento, podemos mover uma ponta metálica sobre uma superfície com precisão em escala atômica, e, desta forma, podemos medir a resistência em diferentes posições em um skyrmion 'diz Christian Hanneken, aluno de doutorado no grupo do Prof. Roland Wiesendanger. Isso permite a prova da resistência variável localmente dentro do redemoinho magnético. 'Encontramos uma mudança de resistência de até 100%, permitindo um esquema de detecção simples para skyrmions ', como explica a Dra. Kirsten von Bergmann.

p Em colaboração com físicos teóricos da Universidade de Kiel, os pesquisadores conseguiram identificar a origem da alteração da resistência no turbilhão magnético:é devido ao balanço entre os ímãs atômicos de um átomo para o próximo (veja a figura). Quanto maior o ângulo entre os ímãs atômicos adjacentes, mais forte é a mudança na resistência elétrica. 'Os elétrons têm um spin, e, assim, eles interagem com estruturas magnéticas ', diz o Prof. Stefan Heinze da Universidade de Kiel. Quando os elétrons estão viajando através de um redemoinho magnético, eles sentem a inclinação entre os ímãs atômicos, levando a uma alteração da resistência local do material. 'Fomos capazes de compreender este efeito realizando extensas simulações numéricas de computador das propriedades eletrônicas e desenvolvemos um modelo simples para este efeito', como explica o aluno de doutorado Fabian Otte.

p Em aplicações futuras, esse efeito recém-descoberto pode ser explorado para ler bits skyrmionic de uma maneira simples. A possibilidade de usar eletrodos metálicos arbitrários simplifica significativamente a fabricação e operação de tais novos dispositivos de armazenamento.