Se forman pequeños vórtices magnéticos conocidos como skyrmions en ciertos materiales magnéticos, como Cu2OSeO3. Estos skyrmions pueden controlarse mediante corrientes eléctricas de bajo nivel, lo que podría facilitar un procesamiento de datos más eficiente en el consumo de energía. Ahora un equipo ha logrado desarrollar un nuevotécnica en la estación VEKMAG de BESSY II para medir con precisión estos vórtices y observar sus tres modos de oscilación característicos predichos diferentes modos Eigen.
Cu2OSeO3 es un material con propiedades magnéticas inusuales. Los vórtices de espín magnéticos conocidos como skyrmions se forman dentro de un cierto rango de temperatura en presencia de un pequeño campo magnético externo. Actualmente, temperaturas moderadamente bajas de alrededor de 60 Kelvin -213 grados Celsiusson necesarios para estabilizar su fase, pero parece posible cambiar este rango de temperatura a temperatura ambiente. Lo emocionante de los skyrmions es que pueden ponerse en movimiento y controlarse muy fácilmente, ofreciendo así nuevas oportunidades para reducir la energía requerida para el procesamiento de datos.
El trabajo teórico había predicho que debería ser posible utilizar un campo eléctrico de alta frecuencia para excitar a un grupo de skyrmions en la muestra para que sus núcleos roten todos juntos, sincrónicamente como un enjambre de peces, en sentido horario o antihorario, oAlternativamente, incluso pueden exhibir un movimiento de "respiración".
Ahora un equipo ha logrado medir la dinámica de estos skyrmions en detalle por primera vez usando una muestra de cristal único de Cu2OSeO3. "Los métodos de laboratorio convencionales como la resonancia ferromagnética, no pueden detectar la desviación directa de los espines en la fase skyrmion y sonpor lo tanto, no es adecuado para observar selectivamente sus excitaciones. Por lo tanto, tuvimos que idear algo nuevo ", explica el profesor Christian Back, de la Universidad Técnica de Munich.
El equipo logró en BESSY II combinar un método de resolución de espín con un campo de microondas externo ". La técnica de dispersión magnética resonante cuando se combina con campos externos vectoriales magnéticos muestra dónde se encuentran los espines en la red y cómo están orientados en el espacio, y todo esto para cada especie de espín elemental que pueda existir en el espécimen ", explica el Dr. Florin Radu, en Helmholtz-Zentrum Berlin HZB, un físico que desarrolló y estableció la estación final VEKMAG en cooperación con socios delUniversität Regensburg, Ruhr University Bochum y Freie Universität Berlin. La construcción y el desarrollo continuo de la estación VEKMAG cuentan con el apoyo del Ministerio Federal de Educación e Investigación BMBF y HZB de Alemania.
Utilizando la excitación de resonancia ferromagnética inducida por el campo eléctrico y registrando la intensidad de rayos X de un pico llamado Bragg, el grupo de investigación demostró experimentalmente por primera vez que los tres modos de oscilación característicos ocurren en Cu2OSeO3: el equipo observó skyrmions magnéticos girando en sentido horario, en sentido contrario a las agujas del reloj, y expandiéndose y contrayéndose modo "respiración". Esos modos pueden cambiarse y cambiarse cambiando la frecuencia del campo de microondas: cada modo dinámico se logra para una determinada frecuencia, que además depende del campo magnético externo comoasí como en otros parámetros intrínsecos de la muestra. "Este es un primer paso hacia la caracterización de fase específica del movimiento giratorio controlado del skyrmion", dice Radu.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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