I ett nära samarbete mellan experimentella och teoretiska fysiker vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), forskargrupperna av professor Mathias Kläui och Dr. Peter Virnau undersökte beteendet hos magnetiska virvlar i geometriska strukturer i nanoskala.

I deras arbete publicerade i Avancerade funktionella material , forskarna begränsade små magnetiska virvlar, så kallade skyrmioner, i geometriska strukturer. Skyrmioner kan skapas i tunna metallfilmer och har partikelliknande egenskaper:De uppvisar hög stabilitet och stöts bort från varandra och från speciellt preparerade väggar. Experiment och åtföljande datorsimuleringar visade att rörligheten av skyrmioner inom dessa geometriska strukturer beror massivt på deras arrangemang. I trianglar, till exempel, tre, sex, eller tio skyrmioner arrangerade som bowlingstift är särskilt stabila.

"Dessa studier lägger grunden för utvecklingen av nya icke-konventionella dator- och lagringsmedier baserade på magnetiska virvlars rörelse genom mikroskopiska korridorer och kammare, " förklarade professor Mathias Kläui. Forskningen finansierades av toppnivåforskningsområdet Dynamics and Topology (TopDyn), som grundades 2019 som ett samarbete mellan Johannes Gutenberg University Mainz, TU Kaiserslautern, och Max Planck Institute for Polymer Research i Mainz.

"Detta arbete är ett utmärkt exempel för det tvärvetenskapliga samarbetet mellan simulering och experiment, vilket endast möjliggjordes av TopDyns finansiering, sade Dr Peter Virnau.