Magnetische Wirbel auf engstem Raum
Beweglichkeit von Skyrmionen in geometrischen Strukturen hängt von ihrer Anordnung ab.
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
