Ученые Флоридского университета (Florida State University) синтезировали новый кристаллический материал с необычными магнитными свойствами. Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society. 

Материал получен путем комбинации двух химически близких соединений с разной симметрией кристаллических решеток. Их совмещение вызвало структурную фрустрацию (конкуренцию), что привело к формированию новой структуры. 

В отличие от обычных магнетиков, где спины атомов выстраиваются упорядоченно, в новом материале они образуют сложные повторяющиеся вихревые паттерны. Данные спиновые текстуры классифицируются как скирмионные. 

Диаграмма, показывающая структуру завихрений магнитных полей в материале, разработанном во Флоридском Университете. Стрелки указывают направление магнитного поля, создаваемого каждым атомом в материале. Источник: Scitechdaily.com

Для определения магнитной структуры использовалась монокристальная нейтронная дифракция на инструменте TOPAZ в Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory). Это позволило с высокой точностью визуализировать конфигурацию спинов. 

Кристалл, выращенный в процессе исследования. Источник: Scitechdaily.com

Подобные материалы представляют интерес для создания энергоэффективных систем хранения данных с высокой плотностью записи. Управление магнитными скирмионами требует малых затрат энергии. 

Также исследования направлены на поиск перспективных материалов для квантовых вычислений. Стабильные спиновые текстуры могут способствовать повышению устойчивости квантовых систем к ошибкам. Таким образом, исследование открывает пути к созданию энергоэффективных устройств хранения данных и компонентов для квантовых технологий.