Topologiska spinnstrukturer i magnetiska system är spännande objekt som uppvisar exotisk fysik och har potentiella tillämpningar inom informationslagring och bearbetning. Den mest grundläggande och exemplariska topologiska spinntexturen kallas skyrmion, som är en cirkulär domänvägg i nanoskala som bär en topologisk laddning utan noll. Skyrmionstrukturen i magnetiska material förutspåddes teoretiskt i slutet av 1980 -talet, och det observerades experimentellt i kirala magneter för ett decennium sedan. Sedan den första observationen av magnetiska skyrmions, skyrmion -gemenskapen har fokuserat på en serie topologiska spinntexturer som utvecklats från skyrmion, såsom skyrmionium och bimeron.

I ett nyligen teoretiskt arbete som utförts av ett internationellt team från Kina, Japan, Australien, Ryssland, och Frankrike. Författarna introducerade en ny typ av topologiska spinntexturer, som kallas bimeronium. Bimeronium finns i magneter med magnetisering i planet. Det är en topologisk motsvarighet till skyrmionium i vinkelrätt magnetiserade magneter och kan ses som en kombination av två bimeroner med motsatta topologiska laddningar. Därför, bimeronium bär en topologisk laddning på noll, som skyrmionium.

Författarna studerade bimeronium stabiliserat i ett magnetiskt monoskikt med frustrerade utbytesinteraktioner. De fann att det frustrerade bimeroniumet kan drivas in i stadig självrotation genom det dämpningsliknande vridmomentet under vissa omständigheter. Denna studie tyder på att bimeronium har möjlighet att styras av yttre stimuli, vilket innebär att den kan användas som en spintronic byggsten.

Resultaten har publicerats online den 3 februari i tidningen Tillämpad fysikbokstäver , i ett brev av professor Yan Zhous grupp från The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen (CUHKSZ), och flera medarbetare från Sichuan Normal University, Kina, University of Tokyo, Japan, University of New South Wales, Australien, National University of Science and Technology, Ryssland, CY Cergy Paris University, Frankrike, och Shinshu University, Japan

"Ett antal olika typer av topologiska spinntexturer finns i princip i frustrerade spinnsystem, "säger Dr Xichao Zhang, en forskare för närvarande vid Shinshu University, och den första författaren till studien. "Skyrmions och skyrmioniums har undersökts omfattande i många år, nu tror jag att det är dags att utforska sina motsvarigheter i olika magnetiska system. I framtiden, olika topologiska spinntexturer kan spela olika roller i spintronic -applikationer. "

"Nyligen, magnetiska system med anisotropi i planet som återfår intresse, så det är viktigt att förstå de dynamiska egenskaperna hos topologiska spinnstrukturer som bimeroner och bimeronium, vilket kan leda till nya spintroniska applikationer, "förklarar Dr. Oleg A. Tretiakov, universitetslektor vid University of New South Wales, och medförfattare till denna studie.

"Faktum är att alla dessa fascinerande nya magnetiska upptäckter kommer från konkurrerande interaktioner i frustrerade spinnsystem. Frustrationen är ursprunget till många nya fenomen som upptäckts sedan 80 -talet och många av dem återstår att upptäcka i framtiden, "säger Dr Hung T. Diep, framstående professor vid CY Cergy Paris University, och medförfattare till denna studie.

"I teorin, bimeronium kan också stabiliseras genom kirala utbytesinteraktioner i ferromagneter och antiferromagneter. Vi tror att det är möjligt att observera dessa nya topologiska föremål i magnetiska material med hjälp av befintliga metoder, "förklarar Dr Yan Zhou, docent vid CUHKSZ, och motsvarande författare till studien.