Anledningen till att en magnet fastnar på kylskåpet är att elektroniska snurr eller magnetiska moment i det magnetiska materialet spontant riktar sig eller ordnar i en riktning, vilket gör det möjligt för den att utöva en attraktionskraft på ståldörren. Magneter är en typ av material med sådan inbyggd ordning. En topologisk defekt i ett sådant material uppstår som en diskontinuitet i denna ordning, dvs. ett gränsområde där ordningen inte sömlöst övergår från ett område till ett annat. Dessa topologiska strukturer bildas naturligt eller kan vara mycket konstruerade i avancerade funktionella material.

En artikel publicerad denna vecka i Naturmaterial av FLEET Professor Jan Seidel beskriver framväxande forskning om olika typer av defekt ordning, dvs. topologiska strukturer i material, och deras mycket intressanta potentiella tillämpningar inom nanoteknik och nanoelektronik.

Även om det är känt sedan länge, domänväggar, en typ av topologisk struktur, har endast studerats intensivt i detalj under de senaste åren. Det är först med den senaste utvecklingen inom högupplöst elektronmikroskopi (HREM) och scanning probe microscopy (SPM) som forskare har visat att domänväggar avsevärt kan påverka makroskopiska materialegenskaper, och ännu mer intressant, att de kan uppvisa sina egna inneboende egenskaper. Forskning inom detta område, delvis banbrytande av Seidel, har vuxit kraftigt under de senaste åren, och har nu hela konferenser tillägnade det, såsom den årliga internationella workshopen om topologiska strukturer i ferroiska material (TOPO), för vilket det första mötet hölls 2015 i Sydney.

Nanoelektronik baserad på topologiska strukturer publicerades i Naturmaterial den 20 februari 2019. Prof Seidel erkänner finansieringsstöd från Australian Research Council (ARC) genom Discovery Grants och ARC Center of Excellence in Future Low Energy Electronics Technologies (FLEET).