Skyrmionen sind topologisch stabile Spin-Texturen, die großes Potenzial als Informationsträger in zukünftigen magnetischen Speichern versprechen. Kürzlich wurden Skyrmionen mit nur wenigen Nanometern Radius in mehreren Materialien beobachtet, was den Weg für ultrahochdichte Integration ebnet. In einem Schritt zur Verbesserung ihrer Kontrollierbarkeit untersuchen wir numerisch die Interaktionen zwischen skyrmionen im atomaren Maßstab, die in einem gleichmäßig magnetisierten Hintergrund von zweidimensionalen chiralem Magneten eingebettet sind, unter geneigten Magnetfeldern und magneto-kristalliner Anisotropie. Wir stellen fest, dass die attraktiven Potentialtöpfe, die für größere Skyrmionen aufgrund von Formverzerrungen vorhergesagt wurden, auch im atomaren Maßstab bestehen bleiben. Während Skyrmionen schrumpfen, wird die Kurzstreckenabstoßung verstärkt, während eine geneigte Hintergrundmagnetisierung die Anziehung bei größeren Abständen erhöht. Unter starker magneto-kristalliner Anisotropie bildet sich eine magnetische Domäne zwischen den Skyrmionen, die einen tiefen attraktiven Topf erzeugt, dessen Position und Tiefe nahezu unabhängig von der Skyrmion-Größe sind. Dies zeigt, dass eng gebundene Skyrmion-Paare mit Austauschenergien auch im atomaren Maßstab existieren können. Darüber hinaus beeinflusst unter der magneto-kristallinen Anisotropie das atomare Gitterpotential zunehmend kleinere Skyrmionen, die dadurch festgehalten werden und trotz Anziehung in ihrer Bewegung unterdrückt werden. Diese Ergebnisse vertiefen das Verständnis der Interaktionen zwischen Skyrmionen über verschiedene Skalen hinweg und legen den Grundstein für die Kontrolle von skyrmionen im atomaren Maßstab in zukünftigen Gerätetechnologien.
Kameda et al. (Tue,) haben diese Frage untersucht.