Pela primeira vez, foi obtida uma imagem tridimensional de um skyrmion, um vórtice magnético de tamanho nanométrico capaz de alterar a eletrônica.

Cientistas do Laboratório Nacional com o nome. O Laboratório Nacional Lawrence Berkeley obteve pela primeira vez uma imagem tridimensional de um skyrmion, um vórtice magnético de tamanho nanométrico. É uma estrutura tão estável que pode servir como elemento de memória e lógica na computação convencional e quântica. A natureza giratória do skyrmion implica consumo de energia extremamente baixo e alta confiabilidade – tudo isso pode levar a um avanço nos sistemas de armazenamento e cálculo.

Fonte da imagem: Laboratório Nacional Lawrence Berkeley

Tradicionalmente, um skyrmion magnético era considerado um objeto bidimensional. Porém, em condições reais, o material em que aparecem os skyrmions possui um certo volume físico no qual os skyrmions “lançam” seus “tentáculos magnéticos” e também adquirem volume. Neste volume, a estrutura dos skyrmions não pode ser considerada homogênea. Sua estrutura de spin sofre mudanças: de uma orientação ascendente estritamente no centro para uma orientação estritamente descendente nas bordas. Isso dá aos skyrmions certas propriedades que devem ser levadas em consideração. Mas primeiro, tudo isto precisa ser visto e medido.

«Nossos resultados fornecem uma base para metrologia em nanoescala para dispositivos spintrônicos”, disse Peter Fischer, cientista sênior do Laboratório Nacional. Lawrence Berkeley University, no Departamento de Energia dos EUA, que liderou a pesquisa.

Para estudar skyrmions, os cientistas receberam uma amostra da Western Digital, que é interessante por si só. Este é um material multicamadas feito de filmes de irídio/cobalto/platina com largura de 800 nm e espessura de 95 nm. A amostra foi examinada usando raios X suaves usando laminografia de raios X magnéticos na Suíça.

Com a laminografia de raios X, “você pode basicamente reconfigurar [o skyrmion] com base em muitas imagens e dados”, explicaram os autores. Este processo levou meses e finalmente levou a uma melhor compreensão das estruturas de spin dos skyrmions. A compreensão completa da textura de spin 3D dos skyrmions “abre oportunidades para estudar e adaptar dispositivos spintrônicos topológicos 3D com funcionalidade avançada que não pode ser alcançada em duas dimensões”.