Sebbene la capacità di controllare facilmente le proprietà magnetiche di piccoli sistemi elettronici sia altamente auspicabile per la futura piccola elettronica e per l'archiviazione dei dati, una soluzione efficace si è rivelata estremamente elusiva.

Ma ora, un gruppo di ricercatori delle università del Cile e del Brasile riferisce questa settimana nel Rivista di fisica applicata , un modo semplice per ottenere il controllo del magnetismo che inizia controllando la forma dei sistemi.

Basandosi sul fatto che la curvatura dei nanomagneti induce strutture chirali (asimmetriche) all'interno del campo di magnetizzazione, i ricercatori, della Pontificia Universidad Católica de Chile e Universidad de Chile del Cile, e l'Instituto Federal de Educação del Brasile, Ciência e Tecnologia Baiano e Universidade Federal de Viçosa hanno stabilito un nuovo metodo per produrre vortici e antivortici stabili tramite nanomagneti con curvatura variabile.

Il loro lavoro consiste nel dimostrare che una configurazione di magnetizzazione costituita da due strutture di numeri di avvolgimento opposti, vortice e antivortice, apparirà come stati rimanenti all'interno di nanomagneti toroidali cavi (si pensi a forma di ciambella). Queste configurazioni topologiche sono il risultato dell'interazione chirale indotta dalla curvatura.

Come avrai intuito, la magnetizzazione è il concetto centrale del lavoro del gruppo.

"Se guardi un tipico magnete domestico vedrai chiaramente i poli nord e sud, " disse Vagson Carvalho-Santos, professore e ricercatore presso l'Instituto Federal de Educação, Scienza e Tecnologia Baiano. "Il nostro sistema, un magnete di dimensioni molto ridotte, può essere pensato come un aggregato di minuscoli magneti, ma con poli magnetici che cambiano da un punto all'altro."

Questa serie di orientamenti nord-sud, noto come magnetizzazione, può visualizzare forme interessanti e belle. "Strutture simili a vortici - trame vorticose - appaiono all'interno della magnetizzazione come conseguenza della curvatura del sistema, " Ha detto Carvalho-Santos. "Nelle nostre simulazioni, abbiamo osservato la formazione di tali strutture quando un campo magnetico è stato applicato a una nanoparticella magnetica curva".

La scoperta del gruppo "punta verso trame stabili con strutture simili a vortici, stabilizzati dalla forma del sistema, " Ha detto Carvalho-Santos. "Questo è sorprendente perché, generalmente, l'effetto della geometria coinvolta è stato studiato solo per le proprietà dinamiche del sistema magnetico. È probabile che la nostra scoperta di configurazioni statiche e stabili sia vantaggiosa per le tecnologie di archiviazione delle informazioni".

In termini di questo tipo di applicazioni future, "la stabilizzazione di una coppia vortice-antivortice è un altro modo collettivo di magnetizzazione che può essere aggiunto allo 'zoo' delle configurazioni simili a particelle che appaiono nei sistemi di materia condensata, come pareti di domini trasversali e di vortice, skyrmions (regione puntiforme di magnetizzazione inversa all'interno di un magnete uniforme), vortici isolati, eccetera., " Ha detto Carvalho-Santos. Ciò significa che queste strutture possono essere considerate come base per l'archiviazione di dati futuri e dispositivi di memoria ad accesso casuale.

Oltre questo, "se una tale coppia vortice-antivortice può essere spostata applicando un campo magnetico o una corrente polarizzata di spin, può essere considerato per la creazione di dispositivi basati sul concetto di "memoria da pista, '" ha detto Carvalho-Santos. A causa delle piccole dimensioni della configurazione risultante, tali strutture possono consentire la memorizzazione di informazioni all'interno di una piccola regione di un dispositivo di memorizzazione.

"Il nostro interesse principale ora è imparare come ottenere il controllo su queste strutture e come spostarle, che è di grande importanza per il loro utilizzo in future applicazioni tecnologiche, " Ha detto Carvalho-Santos. "Una possibilità è quella di controllare la loro posizione tramite correnti elettriche".