Des chercheurs de l'Université du Tohoku ont, pour la première fois, a démontré avec succès une formation et un mouvement induit par le courant de skyrmions magnétiques antiferromagnétiques synthétiques. Les résultats devraient ouvrir la voie à de nouvelles technologies fonctionnelles de traitement et de stockage de l'information.

Le skyrmion magnétique est connu pour être un objet topologique qui émerge dans les systèmes magnétiques. Il possède la capacité d'être fabriqué à l'échelle nanométrique et d'être entraîné par un courant, prometteur pour diverses applications où l'information est représentée par la présence, absence, numéro, ou l'état du skyrmion. Cependant, il reste une pierre d'achoppement :l'effet Hall skyrmion.

L'effet Hall du skyrmion implique que le skyrmion ne se déplace pas le long du courant, mais dans la direction diagonale du courant à cause du moment angulaire inhérent au skyrmion, dégradant l'efficacité et la stabilité des appareils. En tant que tel, la demande est forte pour une technologie qui surmonte l'effet skyrmion Hall.

Le groupe de recherche, qui comprend le professeur Hideo Ohno (actuel président de l'université de Tohoku), Professeur agrégé Shunsuke Fukami, et Ph.D. candidat M. Takaaki Dohi - a développé une structure d'empilement magnétique dans laquelle le skyrmion est déplacé le long du courant, évitant l'effet Hall de skyrmion.

La structure développée exploite efficacement trois effets spintroniques, Interaction Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY), interaction Dzyaloshinskii-Moriya (DM), et l'interaction spin-orbite (SO). En raison des interactions RKKY et DM, un skyrmion synthétique couplé antiferromagnétiquement (SyAF) est formé avec succès. En outre, grâce à l'interaction SO, le skyrmion SyAF est déplacé avec un courant beaucoup plus faible que les skyrmions ferromagnétiques simples conventionnels. De plus, la suppression de l'effet Hall skyrmion est confirmée pour le système SyAF.

Il s'agit de la première démonstration de la formation et du mouvement induit par le courant de skyrmions magnétiques contournant l'effet Hall du skyrmion à température ambiante. Finalement, la présente découverte devrait ouvrir la voie à de nouveaux dispositifs de spintronique dans lesquels la topologie issue des matériaux magnétiques est pleinement utilisée.