Модель магнитного октуполя описывает движение доменных стенок в неколлинеарных антиферромагнетиках
Физики из Инженерного колледжа Грейнджера при Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн разработали первую микромагнитную модель антиферромагнетиков, основанную на магнитных мультиполях. Работа, опубликованная в журнале Applied Physics Reviews, показывает обобщенная модель обеспечивает теоретическую и вычислительную основу для проектирования будущих спинтронных устройств, изготовленных из антиферромагнитных материалов.

В отличие от традиционной электроники, которая основана на заряде электрона, спиновая электроника использует магнитную ориентацию электрона (спин). В последние годы исследователи в области материаловедения определили антиферромагнетики как перспективный материал для будущих спинтронных устройств благодаря их сверхбыстрой спиновой динамике и стабильности под воздействием внешних магнитных полей.
Однако прежде чем эти материалы можно будет использовать в практических устройствах, учёным необходимы надежные модели, позволяющие расшифровать их сложные, неравномерные движения. Хотя микромагнитные модели широко используются для изучения динамики спина в ферромагнетиках, аналогичная модель еще не была полностью разработана для антиферромагнетиков, в которых структуру спина контролировать существенно сложнее. Тем не менее, некоторые типы антиферромагнетиков, такие как неколлинеарные антиферромагнетики, обладают уникальной вращательной структурой, которой легче манипулировать.
В качестве типичного неколлинеарного антиферромагнитного материала был использован Mn₃Sn. Работая в микрометровом масштабе, модель позволила описать динамику доменных стенок и другие пространственно неоднородные магнитные текстуры, которые не могли быть описаны существующими аналитическими моделями. Результаты также выявили деформацию доменных стенок и эффективную инерционную массу, что дало новое понимание мезоскопической динамики магнитных мультиполей в антиферромагнетиках.
Модель, разработанная исследователями из Иллинойса, может способствовать дальнейшему развитию усовершенствованных спинтронных технологий для обработки информации, генерации сигналов и хранения данных.
Следует отметить, что модель необходимо ещё усовершенствовать, чтобы теоретические расчёты точнее совпадали с экспериментальными данными.