p Os (anti) skyrmions magnéticos são redemoinhos microscopicamente pequenos encontrados em classes especiais de materiais magnéticos. Esses nanoobjetos poderiam ser usados ​​para hospedar dados digitais por sua presença ou ausência em uma sequência ao longo de uma tarja magnética. Uma equipe de cientistas dos institutos Max Planck (MPI) de Física da Microestrutura em Halle e da Física Química de Sólidos em Dresden e da Universidade Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) agora fez a observação de que skyrmions e antiskyrmions podem coexistir causando o possibilidade de expandir suas capacidades em dispositivos de armazenamento. Os resultados foram publicados na revista científica Nature Communications . p Com os volumes cada vez maiores de dados digitais de um número crescente de dispositivos, a demanda por capacidade de armazenamento de dados aumentou dramaticamente nos últimos anos. As tecnologias convencionais de armazenamento estão lutando para acompanhar. Ao mesmo tempo, o consumo cada vez maior de energia desses dispositivos - unidades de disco rígido (HDD) e memórias de acesso aleatório (RAM) - está em desacordo com um cenário de energia "verde". São necessários dispositivos inteiramente novos que tenham maior desempenho com um consumo de energia drasticamente reduzido.

p Uma proposta promissora é o dispositivo de armazenamento de memória de pista magnética. Consiste em faixas magnéticas nanoscópicas (as pistas) nas quais os dados são codificados em nanoobjetos magnéticos, tipicamente por sua presença ou ausência em posições especificadas. Um possível nanoobjeto é um (anti) skyrmion magnético:este é um turbilhão extremamente estável de magnetização com um tamanho que pode variar de micrômetros a nanômetros. Esses objetos podem ser gravados e excluídos, Leia e, mais importante, movido por correntes, portanto, permitindo que a pista seja operada sem quaisquer peças móveis. "Ao empilhar várias pistas de corrida, um em cima do outro, para criar um dispositivo de armazenamento de memória tridimensional inato, a capacidade de armazenamento pode ser aumentada drasticamente em comparação com unidades de estado sólido e até mesmo unidades de disco rígido. Além disso, tal dispositivo de memória racetrack operaria com uma fração do consumo de energia de dispositivos de armazenamento convencionais. Seria muito mais rápido, e seria muito mais compacto e confiável, "explica o Prof Stuart Parkin, diretor do MPI de Física da Microestrutura em Halle e Alexander von Humboldt Professor da MLU.

p "Skyrmions e antiskyrmions são redemoinhos magnéticos 'opostos'. No entanto, até recentemente, acreditava-se que esses dois objetos distintos só podem existir em diferentes classes de materiais ", explica a professora Ingrid Mertig do instituto de física da MLU. A equipe de pesquisa dos institutos Max Planck em Halle e Dresden e da MLU descobriram agora que os antiscyrmions e skyrmions podem coexistir sob certas condições no mesmo material. Dr. Börge Göbel, um membro do grupo de pesquisa de Mertig, forneceu a explicação teórica para as observações experimentais inesperadas que foram realizadas por Jagannath Jena no grupo de Parkin. Os materiais de cristal único medidos, Compostos Heusler, foram preparados pelo Dr. Vivek Kumar no grupo da Prof Claudia Felser no MPI em Dresden.

p Skyrmions e antiscyrmions são estabilizados em diferentes materiais por uma interação magnética que está diretamente ligada à estrutura do material hospedeiro. Em alguns materiais, apenas skyrmions podem se formar, enquanto em outros materiais, os antiskyrmions são energeticamente preferidos por esta interação. Contudo, o que foi previamente esquecido é que os ímãs individuais em cada material (os "dipolos magnéticos") também interagem significativamente uns com os outros por meio de sua interação dipolo-dipolo. Essa interação sempre prefere skyrmions. Por esta razão, até mesmo "materiais anti-discirmio" podem exibir skyrmions (mas não vice-versa). Isso acontece de preferência quando a temperatura diminui. Em uma temperatura de transição crítica, os dois objetos distintos coexistem.

p Além de sua relevância fundamental, esta descoberta permite uma versão avançada do armazenamento de dados da memória da pista, onde uma sequência de bits poderia, por exemplo, ser codificado por uma sequência de skyrmions (bit '1') e antiskyrmions (bit '0'). Este conceito seria mais confiável do que as pistas convencionais.