In een nauwe samenwerking tussen experimentele en theoretische fysici aan de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU), de onderzoeksgroepen van professor Mathias Kläui en Dr. Peter Virnau onderzochten het gedrag van magnetische wervelingen in geometrische structuren op nanoschaal.

In hun werk gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen , de onderzoekers beperkten kleine magnetische wervelingen, zogenaamde skyrmions, in geometrische structuren. Skyrmionen kunnen worden gemaakt in dunne metaalfilms en hebben deeltjesachtige eigenschappen:ze vertonen een hoge stabiliteit en worden van elkaar en van speciaal geprepareerde wanden afgestoten. Experimenten en bijbehorende computersimulaties toonden aan dat de mobiliteit van skyrmionen binnen deze geometrische structuren enorm afhangt van hun rangschikking. In driehoeken, bijvoorbeeld, drie, zes, of tien skyrmions gerangschikt als bowlingpinnen zijn bijzonder stabiel.

"Deze studies leggen de basis voor de ontwikkeling van nieuwe niet-conventionele computer- en opslagmedia op basis van de beweging van magnetische wervels door microscopische gangen en kamers, ", legt professor Mathias Kläui uit. Het onderzoek werd gefinancierd door de Dynamiek en Topologie (TopDyn) Top-level Research Area, die in 2019 werd opgericht als een samenwerking tussen Johannes Gutenberg University Mainz, TU Kaiserslautern, en het Max Planck Instituut voor Polymeeronderzoek in Mainz.

"Dit werk is een uitstekend voorbeeld voor de interdisciplinaire samenwerking tussen simulatie en experiment, die alleen mogelijk werd gemaakt door de financiering van TopDyn, " zei dr. Peter Virnau.