Reconstrucción magnética en límites de grano en dihaluros de Ni

Área de la Ciencia:

• Física de la Materia Condensada
• Ciencia de Materiales
• Magnetismo

Sus antecedentes:

• Los límites de grano influyen significativamente en las propiedades de los policristales.
• La reconstrucción atómica y el magnetismo en los límites de grano de los imanes de van der Waals (vdW) están poco estudiados.

Objetivo del estudio:

• Investigar sistemáticamente los límites de grano termodinámicamente estables en dihaluros de Ni magnéticamente frustrados.
• Comprender la reconstrucción atómica y las propiedades magnéticas resultantes en estos límites de grano.

Principales métodos:

• Cálculos de primeros principios para modelar configuraciones atómicas e interacciones magnéticas en los límites de grano.
• Análisis de momentos magnéticos, acoplamiento y estructuras de dominios.
• Investigación de la nucleación, estabilidad y dinámica de skyrmiones/antiskyrmiones.

Principales resultados:

• Los límites de grano reconstruidos suprimen los momentos magnéticos locales pero inducen un acoplamiento antiferromagnético entre átomos de Ni de cuatro coordenadas.
• Formación de dominios magnéticos helicoidales segmentados alineados antiferromagnéticamente.
• Estabilización de skyrmiones/antiskyrmiones ultracortos metaestables (∼1.4 nm) anclados en los límites de grano, estables hasta 18 T.
• Nucleación y movimiento de skyrmiones/antiskyrmiones de tamaño nanométrico a lo largo de los límites de grano bajo torque de transferencia de espín.

Conclusiones:

• Los límites de grano en imanes vdW exhiben configuraciones atómicas reconstruidas únicas con propiedades magnéticas distintas.
• Estos hallazgos ofrecen una estrategia novedosa para estabilizar y controlar skyrmiones, lo que podría eliminar el efecto Hall de skyrmiones.