Magnetische Wirbel auf engstem Raum

Im Rahmen einer Zusammen­arbeit von experi­men­tellen und theore­tischen Physikern aus den Arbeits­gruppen von Mathias Kläui und Peter Virnau an der Uni Mainz wurde das Verhalten magne­tischer Wirbel in nano­skaligen geo­me­trischen Strukturen unter­sucht. Die Forscher haben magne­tische Wirbel – Skyrmionen – in geom­e­trischen Strukturen ein­ge­sperrt. Skyrmionen lassen sich in dünnen Metall­filmen erzeugen und besitzen teilchen­ähnliche Eigen­schaften. Sie weisen eine hohe Stabilität auf und werden vonein­ander und von speziell präparierten Wänden abgestoßen.

In Experimenten und begleitenden Computer­simulationen konnte das Team zeigen, dass die Beweg­lich­keit der Skyrmionen inner­halb geo­me­trischer Strukturen massiv von deren Anordnung abhängt. So sind beispiels­weise in Dreiecken drei, sechs oder zehn Skyrmionen, die sich ähnlich wie Kegel beim Bowling anordnen, besonders stabil.

„Diese Untersuchungen legen Grund­lagen für die Entwick­lung neu­artiger unkonven­tio­neller Rechen­methoden und Speicher­medien, die auf der Bewegung magnetischer Wirbel durch Gänge und Kammern basieren“, erklärt Kläui.

JGU / RK

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  C. Song et al.: Commensurability between Element Symmetry and the Number of Skyrmions Governing Skyrmion Diffusion in Confined Geometries, Adv. Funct. Mat., online 28. Februar 2021; DOI: 10.1002/adfm.202010739
• Institut für Physik, Johannes-Gutenberg-Universität Mainz