Uusi kide pakottaa atomimagneetit kiertymään oudoilla tavoilla. Floridan osavaltion yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden kiteisen materiaalin, joka indusoi atomitason magneettisia momentteja muodostaen vakaita, pyörteileviä sykloidisia kuvioita, joita kutsutaan skyrmionin kaltaisiksi spin-tekstuureiksi. Nämä monimutkaiset spin-konfiguraatiot syntyvät rakenteellisesta turhautumisesta ja tarjoavat merkittäviä mahdollisuuksia matalaenergisen datan tallennuksen, tehokkaan elektroniikan ja kvanttitietotekniikan edistämisessä niiden vakauden ja vähäisen energiantarpeen vuoksi. Atomitasolla magnetismi syntyy elektronien sisäisestä spinistä, joka käyttäytyy kuin pienet suuntaavat magneetit. Perinteisissä magneettisissa materiaaleissa spinit kohdistuvat tyypillisesti ferromagneettisesti (kaikki samaan suuntaan) tai antiferromagneettisesti (vuorotellen). Tässä spinit eivät kuitenkaan voi ratkeaa yksinkertaiseksi järjestykseksi, vaan järjestäytyvät monimutkaisiksi, toistuviksi spiraaleiksi. Läpimurto johtuu kahden läheisesti sukua olevan, mutta rakenteellisesti yhteensopimattoman yhdisteen tarkoituksellisesta yhdistämisestä: MnCoGe (mangaani-koboltti-germanium) ja MnCoAs (mangaani-koboltti-arseeni). Vaikka germanium ja arseeni ovat jaksollisessa järjestelmässä vierekkäisiä alkuaineita – mikä tekee yhdisteistä kemiallisesti samankaltaisia – niiden erilliset kidesymmetriat (kuusikulmaiset/ortorombiset MnCoGe-varianteilla vs. ortorhombinen MnCoGe-varianteilla) luovat kilpailevia rakenteellisia mieltymyksiä, kun ne yhdistetään. Tämä epäsuhta aiheuttaa turhautumista atomihilatasolla, mikä muuttuu magneettiseksi turhautumiseksi ja pakottaa spinit kiertymään haluttuihin ei-triviaaleihin kuvioihin. Näiden skyrmionin kaltaisten tekstuurien varmistamiseksi tiimi käytti yksikiteisen neutronin diffraktiota Oak Ridge National Laboratoryn Spallation Neutron Source -TOPAZ-laitteella, vahvistaen sykloidisten spinijärjestelyjen olemassaolon nanomittakaavassa – ihanteellinen mahdollinen integrointi kompakteihin laitteisiin. Keskeinen etu on näiden kuvioiden vähäenerginen hallinta, mikä voi mahdollistaa erittäin tehokkaan magneettisen muistin (esim. tiheämmät, matalan virrankulutuksen kovalevyt) tai vankan kvanttitilojen suojan. Toisin kuin aiempi Skyrmion-tutkimus, joka usein sisälsi olemassa olevien materiaalien empiiristä seulontaa, tämä työ edustaa rationaalista, suunnittelulähtöistä lähestymistapaa, jossa käytetään "kemiallista ajattelua" tiettyjen koostumuksen rajojen kohdistamiseen ja kehittyvän monimutkaisen magnetismin ennustamiseen. [Wang, Y., Campbell, I., Tener, Z. P., Clark, J. K., Graterol, J., Rogalev, A., Wilhelm, F., Zhang, H., Long, Y., Dronskowski, R., Wang, X., & Shatruk, M. (2025). Skyrmionin kaltaiset pyörivät tekstuurit materiaalissa, jotka ovat peräisin rakenteellisesta turhautumisesta. American Chemical Societyn lehti, 147(47), 43550–43559. DOI: 10.1021/jacs.5c12764]