Les chercheurs ont découvert trois variantes distinctes de parois de domaines magnétiques dans l'hélimagnét fer germanium (FeGe). Leurs résultats ont été publiés dans Physique de la nature . Chercheur Dennis Meier, professeur agrégé à l'Université norvégienne des sciences et technologies (NTNU), dit comprendre la création de champs magnétiques est la clé pour comprendre l'importance de la découverte.
Un courant électrique peut générer un champ magnétique, comme dans les électro-aimants. La deuxième source d'un champ électrique est le spin, qui est le moment magnétique des particules élémentaires d'un atome. Le type de magnétisme le plus connu est le ferromagnétisme. Ce type d'ordre magnétique se produit lorsque les moments magnétiques des atomes d'une substance sont essentiellement alignés, c'est-à-dire ils pointent dans la même direction et attirent ou repoussent d'autres objets magnétiques.
Avec des héliports, les moments magnétiques des atomes s'organisent en spirales ou en hélices. Le fer germanium (FeGe) est un mélange de fer et de germanium métalloïde. Il a une structure cristalline similaire à celle trouvée dans un diamant, dans lequel le même motif d'atomes se répète. En réalité, ce matériau n'est pas aussi uniforme qu'il y paraît. Le cristal peut être proche de la perfection, mais la structure magnétique peut avoir simultanément sa propre organisation.
En d'autres termes, une structure cristalline apparemment parfaite dans un solide est divisée en zones séparées, chacun avec ses propres propriétés magnétiques spéciales. Ces régions magnétiques sont appelées domaines. Dans les ferromagnétiques, les atomes dans chacun de ces domaines ont des moments magnétiques pointant dans la même direction, mais la direction varie entre les régions voisines. Les héliaimants ont à la place des domaines avec des motifs en spirale. Les transitions entre ces zones sont appelées murs de domaine, qui sont ce que Meier et ses collègues étudient.
Le groupe de recherche international a découvert trois nouvelles classes de parois de domaine dans les héliaimants. "Les motifs spéciaux se produisent à cause de soi-disant défauts topologiques. Les chercheurs ont eu la chance de les trouver, " Meier dit. "Mais vous devez savoir quand vous avez de la chance."
Leurs découvertes sont complètement nouvelles pour la science. Les murs de domaine peuvent avoir des propriétés magnétiques exotiques que les régions qu'ils séparent ne révèlent pas. Les murs, par exemple, peut interagir plus fortement avec un courant électrique et pourrait éventuellement être utilisé pour le transfert et le stockage de données à l'avenir. Cette découverte pourrait un jour offrir une alternative aux ordinateurs d'aujourd'hui, qui inverse le champ magnétique et bascule la tension entre un et zéro. Cette méthode est beaucoup plus énergivore que le déplacement de structures magnétiques topologiques le long d'une mémoire de piste de course.
"La prochaine chose que nous allons faire est d'essayer d'influencer ces nouveaux murs de domaine, " dit Meier. Les chercheurs tenteront de diriger ces murs avec un courant électrique, c'est-à-dire les contrôler. Pour ce projet, Meier et son équipe du Département de science et d'ingénierie des matériaux collaboreront avec des collègues du nouveau Centre d'excellence QuSpin (Center for Quantum Spintronics) de NTNU.
