p Nanovórtices magnéticos, os chamados "skyrmions", figuram entre os candidatos mais promissores para o futuro da tecnologia da informação. Processadores e mídias de armazenamento que fazem uso dessas estruturas minúsculas podem um dia levar a uma maior miniaturização dos dispositivos de TI e melhorar sua eficiência energética de forma significativa. Os materiais que possuem vórtices adequados podem ser identificados em particular por sua carga topológica, uma característica essencial dos skyrmions. Determinar esta propriedade experimentalmente tem sido um processo muito trabalhoso. Os físicos de Jülich apresentaram agora um método mais simples que pode acelerar a seleção de materiais adequados, usando raios-X. p O momento magnético de um átomo tem duas contribuições, a parte do giro, que surge do alinhamento do momento angular de spin intrínseco dos elétrons, e a parte orbital, relacionado ao movimento orbital coordenado dos elétrons. O primeiro é a fonte dominante do momento magnético dos átomos em um sólido, enquanto o último é geralmente encontrado quando o acoplamento spin-órbita está ativo. Contudo, alguns anos atrás, descobriu-se que - mesmo sem o acoplamento spin-órbita - um momento orbital pode ser finito. Para fazer isso acontecer, pelo menos três átomos magnéticos devem ser combinados, formando um trímero com uma estrutura magnética não colinear e não plana.

p Uma equipe de físicos teóricos do Instituto Jülich "Teoria Quântica dos Materiais" (PGI-1 / IAS-1) agora analisou o efeito em detalhes para esses trímeros magnéticos, e examinou as consequências para os skyrmions. Os cientistas propõem um protocolo sobre como investigar esta contribuição para o magnetismo orbital, e além disso, como empregá-lo para detectar e distinguir diferentes tipos de skyrmions. "Uma das quantidades mais importantes que caracterizam o skyrmion é a carga topológica, também conhecido como o 'número do skyrmion' ", explica o Dr. Manuel dos Santos Dias, Pós-doutorado no Grupo de Jovens Investigadores do instituto "Laboratório de Simulação e Sonda de Estrutura em Nanoescala Funcional" (Funsilab). "A medição direta da carga topológica tem sido difícil, pois requer um mapa detalhado da estrutura magnética tridimensional ou encontrar certas assinaturas em experimentos de transporte. Portanto, apenas muito poucos experimentos foram realizados. Skyrmions com uma estrutura interna mais rica também chamaram a atenção recentemente, e nosso protocolo proposto naturalmente permite sua determinação experimental. "

p Jun.-Prof. Samir Lounis, chefe da Funsilab, acrescenta:"Nós propomos uma abordagem espectroscópica usando dicroísmo circular magnético de raios-X para medir essa quantidade de forma rápida e eficiente. A técnica pode ser implementada em qualquer síncrotron cobrindo o regime de raios-X suave."