Um skyrmion magnético é um objeto topológico versátil que pode ser usado para transportar informações em futuros dispositivos de processamento de informações spintrônicas. Como potenciais portadores de informações não voláteis, excelente resistência e retenção robusta são propriedades desejadas de skyrmions em dispositivos spintrônicos. Contudo, estudos anteriores sugeriram que skyrmions podem ser facilmente destruídos nas bordas do dispositivo durante operações de alta velocidade devido ao chamado efeito de Hall skyrmion.

Por estas razões, um dos focos da pesquisa atual dos skyrmions é encontrar maneiras eficazes de evitar que os skyrmions sejam destruídos ao tocar nas bordas dos dispositivos. As soluções típicas incluem a eliminação do efeito skyrmion Hall em sistemas antiferromagnéticos e antiferromagnéticos sintéticos.

Em um estudo publicado em Nano Letras , o grupo liderado pelo Prof. Xiaoxi Liu do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação, Shinshu University, O Japão e seus colaboradores demonstram em experimentos que os skyrmions podem ser confinados em canais e protegidos de serem destruídos nas bordas dos dispositivos em sistemas ferromagnéticos mais comumente usados. O confinamento de skyrmions em canais projetados é fundamental para quaisquer aplicações práticas baseadas no acúmulo e transporte de skyrmions. Os autores descobriram que a posição dos skyrmions em materiais ferromagnéticos pode ser controlada por barreiras de energia e poços projetados.

Portanto, eles fabricaram experimentalmente um filme magnético multicamadas com muitas barreiras de energia e poços formados por padrões com propriedades magnéticas modificadas, onde eles descobrem que os skyrmions podem ser atraídos ou repelidos pelos limites dos padrões. Ao fabricar padrões de quadrados e faixas com propriedades magnéticas modificadas em um grande filme ferromagnético, os autores mostram a possibilidade de construir canais confiáveis ​​para confinamento, acumulação, e transporte potencial de skyrmions como portadores de informação.

Além disso, este método relatado nesta pesquisa também oferece a possibilidade de estudos futuros dos skyrmions interagindo com substratos unidimensionais e bidimensionais, que são problemas dinâmicos importantes que foram investigados teoricamente nas últimas décadas.

"Nossa pesquisa demonstrou que uma proteção topológica robusta de skyrmions pode ser alcançada por uma abordagem simples, mas eficaz, que tem importância de aplicação prática, "explica o experimentalista Prof Xiaoxi Liu da Shinshu University, que liderou este estudo de pesquisa.

O pesquisador sênior do JSPS, Dr. Xichao Zhang, diz que "os resultados da pesquisa sugerem que podemos usar padrões de propriedades magnéticas modificadas para controlar o comportamento estático e dinâmico dos skyrmions". Ele então adiciona, "Em nosso trabalho futuro, vamos investigar a dinâmica induzida pela corrente de skyrmions em canais projetados, que será outro passo importante em direção aos dispositivos spintrônicos baseados em skyrmion. "