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Nuevos hallazgos sobre las interacciones entre esquirmiones en láminas delgadas

Los esquirmiones magnéticos son configuraciones diminutas en forma de vórtice que, si se manipulan correctamente, podrían ser muy útiles en aplicaciones de espintrónica. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea realizó estudios experimentales detallados de las interacciones entre esquirmiones magnéticos, estudios que podrían ser un paso esencial para su integración en una nueva generación de dispositivos de almacenamiento y procesamiento.
Nuevos hallazgos sobre las interacciones entre esquirmiones en láminas delgadas
Los materiales magnéticos que carecen de simetría de inversión tienen posibilidades demostradas de presentar torques intrínsecos. Estos materiales pueden albergar interacciones quirales capaces de dar lugar a estados fundamentales magnéticos quirales como los esquirmiones. Los esquirmiones magnéticos son solitones en forma de partículas de unos nanómetros de tamaño, cuya estructura de espín se puede representar, de forma continua, sobre una esfera.

Debido a su pequeño tamaño, los esquirmiones se pueden utilizar para desarrollar dispositivos de almacenamiento de datos sumamente densos, lo cual daría lugar a un nuevo tipo de dispositivos de baja potencia. Sin embargo, los esquirmiones no son fáciles de controlar y, a lo largo de los años, se han realizado numerosos intentos de generar esquirmiones estables. Además, la investigación se ha centrado principalmente en esquirmiones formados en materiales magnéticos masivos.

En el proyecto SKYHIGH (Skyrmion devices and their high frequency dynamics), financiado por la Unión Europea, los científicos pretendían explorar más a fondo las dinámica de los esquirmiones magnéticos en láminas delgadas magnéticas.

El equipo investigó las interacciones entre esquirmiones alojados en láminas delgadas de germaniuro. La dinámica de la magnetización de los esquirmiones en estas láminas se analizó mediante sistemas avanzados de medición de alta frecuencia.

En multicapas, los esquirmiones se generan a causa de interacciones Dzylashosinskii-Moriya debidas a la rotura de la simetría de inversión en las interfaces. Las mediciones de la polarización del espín en multicapas de láminas delgadas permitieron obtener nuevos datos sobre las interacciones, lo cual hace que estos sistemas de láminas delgadas sean prometedores de cara a la manipulación de esquirmiones.

La mejora del control sobre las propiedades magnéticas de los esquirmiones interactuantes debería proporcionar la base fundamental de nuevas tecnologías que permitan avanzar en la espintrónica y aprovechar estas propiedades en aplicaciones para la computación y las comunicaciones. Los esquirmiones se pueden manipular para codificar información representando los bits mediante su presencia o ausencia.

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Palabras clave

Esquirmión magnético, láminas delgadas, espintrónica, simetría de inversión, SKYHIGH
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