I ricercatori della Tohoku University hanno, per la prima volta, hanno dimostrato con successo la formazione e il movimento indotto dalla corrente di skyrmioni magnetici antiferromagnetici sintetici. I risultati dovrebbero aprire la strada a nuove tecnologie di elaborazione e archiviazione delle informazioni funzionali.

Lo skyrmione magnetico è noto per essere un oggetto topologico che emerge nei sistemi magnetici. Possiede la capacità di essere realizzato su scala nanometrica e di essere guidato da una corrente, promettente per varie applicazioni in cui l'informazione è rappresentata dalla presenza, assenza, numero, o stato dello skyrmion. Però, rimane un ostacolo:l'effetto Skyrmion Hall.

L'effetto Skyrmion Hall implica che lo skyrmion non si muova lungo la corrente, ma nella direzione diagonale alla corrente a causa del momento angolare intrinseco dello skyrmion, degradare l'efficienza e la stabilità dei dispositivi. Come tale, la domanda è alta per la tecnologia che supera l'effetto Skyrmion Hall.

Il gruppo di ricerca, che include il professor Hideo Ohno (attuale presidente della Tohoku University), Professore Associato Shunsuke Fukami, e dottorato di ricerca candidato Mr. Takaaki Dohi, ha sviluppato una struttura a pila magnetica in cui lo skyrmion viene mosso lungo la corrente, evitando l'effetto Skyrmion Hall.

La struttura sviluppata sfrutta efficacemente tre effetti spintronici, Interazione Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY), Interazione Dzyaloshinskii-Moriya (DM), e interazione spin-orbita (SO). A causa delle interazioni RKKY e DM, si forma con successo uno skyrmion sintetico accoppiato ad antiferromagnetico (SyAF). Inoltre, grazie all'interazione SO, lo skyrmion SyAF viene mosso con una corrente molto più piccola rispetto ai tradizionali skyrmion ferromagnetici singoli. Inoltre, la soppressione dell'effetto Skyrmion Hall è confermata per il sistema SyAF.

Questa è la prima dimostrazione della formazione e del movimento indotto dalla corrente di skyrmioni magnetici che aggirano l'effetto Hall di skyrmion a temperatura ambiente. In definitiva, ci si aspetta che la presente scoperta apra la strada a nuovi dispositivi spintronici in cui la topologia che si verifica nei materiali magnetici è pienamente utilizzata.