Alors que la capacité de contrôler facilement les propriétés magnétiques des petits systèmes électroniques est hautement souhaitable pour les futurs petits appareils électroniques et le stockage de données, une solution efficace s'est avérée extrêmement insaisissable.

Mais maintenant, un groupe de chercheurs d'universités du Chili et du Brésil rapportent cette semaine dans le Journal de physique appliquée , un moyen simple de maîtriser le magnétisme qui commence par contrôler la forme des systèmes.

Basé sur le fait que la courbure des nano-aimants induit des textures chirales (asymétriques) dans le champ de magnétisation, les chercheurs—de la Pontificia Universidad Católica de Chile et de l'Universidad de Chile au Chili, et l'Instituto Federal de Educação du Brésil, Ciência e Tecnologia Baiano et Universidade Federal de Viçosa—ont établi une nouvelle méthode pour produire des tourbillons et antivortex stables via des nano-aimants à courbure variable.

Leur travail consiste à montrer qu'une configuration de magnétisation composée de deux structures de nombres d'enroulements opposés - vortex et antivortex - apparaîtra sous forme d'états rémanents dans des nano-aimants toroïdaux creux (pensez en forme de beignet). Ces configurations topologiques sont le résultat d'interactions chirales induites par la courbure.

Comme vous l'avez peut-être deviné, l'aimantation est le concept central du travail du groupe.

"Si vous regardez un aimant domestique typique, vous verrez des pôles nord et sud clairement définis, " a déclaré Vagson Carvalho-Santos, professeur et chercheur à l'Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano. "Notre système, un aimant de très petites dimensions, peut être considéré comme un agrégat de minuscules aimants, mais avec des pôles magnétiques qui changent d'un point à l'autre."

Cet ensemble d'orientations nord-sud, connu sous le nom de magnétisation, peut afficher des formes intéressantes et belles. "Des structures de type vortex - des textures tourbillonnantes - apparaissent dans l'aimantation en raison de la courbure du système, " a déclaré Carvalho-Santos. " Dans nos simulations, nous avons observé la formation de telles structures lorsqu'un champ magnétique a été appliqué à une nanoparticule magnétique incurvée."

La découverte du groupe "pointe vers des textures stables avec des structures de type vortex, qui sont stabilisés par la forme du système, " a déclaré Carvalho-Santos. " C'est surprenant parce que, en général, l'effet de la géométrie impliquée n'a été étudié que pour les propriétés dynamiques du système magnétique. Notre découverte de configurations statiques et stables est susceptible d'être bénéfique pour les technologies de stockage de l'information."

En ce qui concerne ces types d'applications futures, "la stabilisation d'une paire vortex-antivortex est un autre mode collectif d'aimantation qui peut être ajouté au 'zoo' des configurations particulaires apparaissant dans les systèmes de matière condensée, tels que les parois transversales et vortex de domaines, skyrmions (région ponctuelle d'aimantation inversée dans un aimant uniforme), tourbillons isolés, etc., " a déclaré Carvalho-Santos. Cela signifie que ces structures peuvent être considérées comme une base pour les futurs dispositifs de stockage de données et de mémoire vive.

Au delà de ça, "si une telle paire vortex-antivortex peut être déplacée en appliquant un champ magnétique ou un courant polarisé en spin, il peut être envisagé pour créer des dispositifs basés sur le concept de «mémoire de piste de course, '", a déclaré Carvalho-Santos. En raison de la petite taille de la configuration résultante, de telles structures peuvent permettre de stocker des informations dans une petite région d'un périphérique de stockage.

"Notre principal intérêt est maintenant d'apprendre à prendre le contrôle de ces structures et à les déplacer, ce qui est d'une grande importance pour les utiliser dans de futures applications technologiques, " Carvalho-Santos a déclaré. "Une possibilité est de contrôler leur position via des courants électriques."