Le biméron magnétique est une texture de spin topologique avec des caractéristiques de type particule, qui peut exister dans les aimants chiraux avec anisotropie magnétique dans le plan. Le bimeron magnétique avec une charge topologique de l'un peut être considéré comme une contrepartie du skyrmion magnétique dans les systèmes magnétisés perpendiculairement. Jusque là, les études sur les bimères magnétiques se concentrent sur les systèmes ferromagnétiques. La dynamique du biméron dans les antiferromagnétiques reste encore insaisissable.

Récemment, une équipe de recherche internationale de Chine, Japon, et l'Australie a théoriquement étudié la dynamique des bimérons antiferromagnétiques. Ils ont prédit la stabilisation des bimères isolés dans les antiferromagnétiques et ont démontré numériquement la création et le mouvement induit par le courant d'un biméron isolé dans le film mince antiferromagnétique. Ils ont également révélé que le mouvement d'un biméron antiferromagnétique induit par des courants alternatifs obéit à la célèbre équation de Duffing, qui décrit l'oscillation d'un objet avec une masse sous l'action de forces de rappel non linéaires. Pour un système non linéaire, un comportement chaotique peut être trouvé. En calculant les diagrammes de bifurcation et les exposants de Lyapunov, on constate que les mouvements périodiques et chaotiques apparaissent à des intervalles lorsque la constante d'amortissement et la densité de courant d'entraînement varient. Les résultats sont utiles pour comprendre la physique des bimères dans les antiferromagnétiques et peuvent fournir des lignes directrices pour la construction de dispositifs spintroniques basés sur des bimères.

Les résultats ont été publiés dans la revue Lettres d'examen physique , dans un article du groupe du professeur Yan Zhou de l'Université chinoise de Hong Kong, Shenzhen, et quatre collaborateurs de l'Université normale du Sichuan, Chine, L'Université de Tokyo, Japon, Université de Shinshu, Japon, et l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, Australie.

"En raison des caractéristiques de structure de spin des antiferromagnétiques, les textures de spin antiferromagnétique ont une dynamique plus riche que les textures ferromagnétiques, " dit M. Laichuan Shen, chercheur à l'Université chinoise de Hong Kong, Shenzhen, et le premier auteur de l'étude. "Nous utilisons le courant de spin pour créer le biméron antiferromagnétique, et de le conduire à une vitesse de quelques kilomètres par seconde sans aucune dérive transversale. Aussi, nous constatons que lorsqu'un courant alternatif est appliqué pour entraîner le biméron antiferromagnétique, son équation du mouvement est l'équation bien connue de Duffing, et son comportement de mouvement est chaotique pour certaines valeurs de paramètres."

"Parce que dans les antiferromagnétiques à deux sous-réseaux, la force de Magnus est complètement annulée, le biméron antiferromagnétique peut se déplacer directement le long du courant appliqué, ce qui peut être crucial pour les dispositifs spintroniques. De plus, le comportement chaotique de ces bimérons en présence de courant alternatif dans les antiferromagnétiques à faible amortissement peut être bénéfique pour les applications stochastiques, comme l'informatique neuromorphique, " explique le Dr Oleg A. Tretiakov, maître de conférences à l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, et co-auteur de cette étude.

"Le biméron antiferromagnétique peut être utilisé comme oscillateur de Duffing, et la proposition d'une telle texture de spin antiferromagnétique peut potentiellement créer de nombreuses opportunités intéressantes pour le domaine émergent, " explique le Pr Yan Zhou, professeur agrégé de l'Université chinoise de Hong Kong, Shenzhen, et l'auteur correspondant de l'étude.

« Au cours des 10 dernières années, la plupart des études sur le terrain se sont concentrées sur les skyrmions dans les matériaux ferromagnétiques, tandis que les skyrmions et d'autres textures de spin topologiques peuvent également exister dans les matériaux antiferromagnétiques. Notre travail montre que les textures de spin topologiques antiferromagnétiques pourraient être aussi utiles que les textures ferromagnétiques, " dit le professeur Guoping Zhao, Professeur de l'Université normale du Sichuan, et l'autre auteur correspondant de l'étude.