Новий кристал змушує атомні магніти крутитися дивними способами. Дослідники з Університету штату Флорида створили новий кристалічний матеріал, який індукує магнітні моменти атомного масштабу для формування стабільних, закручених циклоїдальних візерунків, відомих як спірміноподібні спін-текстури. Ці складні спінові конфігурації виникають із структурних розчарувань і мають значний потенціал для розвитку зберігання даних з низьким рівнем енергії, ефективної електроніки та квантових інформаційних технологій завдяки своїй стабільності та мінімальним енергетичним потребам для маніпуляції. На атомному рівні магнетизм походить від внутрішнього спіну електронів, який поводиться як крихітні напрямні магніти. У звичайних магнітних матеріалах спіни зазвичай вирівнюються феромагнітно (усі в одному напрямку) або антиферомагнітно (чергуючись). Однак тут спіни не можуть розкрити у простий порядок, а натомість організовуються у складні, повторювані спіралі. Прорив відбувся завдяки свідомому поєднанню двох тісно споріднених, але структурно несумісних сполук: MnCoGe (марганець-кобальт-германій) та MnCoAs (марганець-кобальт-миш'як). Хоча германій і миш'як є сусідніми елементами в періодичній таблиці — що робить сполуки хімічно схожими — їхні різні кристалічні симетрії (гексагональна/орторомбічна для варіантів MnCoGe проти орторомбічної для MnCoA) створюють конкуруючі структурні переваги при легуванні. Ця невідповідність породжує фрустрацію на рівні атомної решітки, що перетворюється на магнітну фрустрацію, змушуючи спіни скручуватися у бажані нетривіальні візерунки. Щоб підтвердити ці текстури, схожі на скірміони, команда застосувала дифракцію однокристалічних нейтронів на інструменті TOPAZ у Джерелі спалляційних нейтронів Національної лабораторії Оук-Рідж, підтвердивши наявність циклоїдальних спінових структур на нанорівні — ідеально для потенційної інтеграції у компактні пристрої. Ключовою перевагою є низькоенергетичне керування цими візерунками, що може забезпечити надефективну магнітну пам'ять (наприклад, жорсткі диски з більшою щільністю та меншою потужністю) або надійний захист квантових станів. На відміну від попередніх досліджень скірміонів, які часто передбачали емпіричне скринінгування існуючих матеріалів, ця робота є раціональним, орієнтованим на дизайн підхід, що використовує «хімічне мислення» для виявлення конкретних меж складу та прогнозування виникаючого комплексного магнетизму. [Ванг, Й., Кемпбелл, І., Тенер, З. П., Кларк, Дж. К., Гратерол, Дж., Рогалев, А., Вільгельм, Ф., Чжан, Х., Лонг, Ю., Дронсковський, Р., Ванг, Х., та Шатрук, М. (2025). Скірміоноподібні спін-текстури, що виникають у матеріалі, походять із структурної фрустрації. Журнал Американського хімічного товариства, 147(47), 43550–43559. DOI: 10.1021/jacs.5c12764]