Los Skyrmions son estructuras tridimensionales de unos cien nanómetros de tamaño que aparecen en los materiales magnéticos. Se asemejan a pequeñas bobinas: espines atómicos que se organizan en estructuras de vórtice cerradas. Los skyrmions están protegidos topológicamente, es decir, su forma no puede modificarse, por lo que se consideran dispositivos de almacenamiento de datos energéticamente eficientes.
Utilizando rayos X blandos, investigadores alemanes del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (MPI-IS) de Stuttgart, junto con investigadores chinos, lograron crear por primera vez skyrmions individuales en una capa magnética. En numerosos experimentos, demostraron que un haz de rayos X blandos con un diámetro inferior a cincuenta nanómetros puede producir un vórtice magnético de cien nanómetros, el tamaño más pequeño posible. Los átomos responsables del magnetismo pueden excitarse directamente por un efecto resonante. Gracias al trabajo de investigación, prácticamente cualquiera puede ahora utilizar un haz de rayos X para escribir una amplia variedad de disposiciones de skyrmion en capas magnéticas.
Los resultados son especialmente relevantes para el desarrollo y la producción de soportes de datos espintrónicos que almacenen información en skyrmions. Se considera que son muy eficientes energéticamente y menos susceptibles a las interferencias. Pero sólo si los skyrmions pueden escribirse con precisión y exactitud, lo que ahora es posible por primera vez, podrá seguir su curso este desarrollo. El objetivo es que los rayos X puedan utilizarse en el futuro como herramienta para determinar o escribir la disposición de las estructuras magnéticas.
Para hacer visibles los skyrmions, los investigadores utilizan el microscopio de rayos X de transmisión por barrido "Maxymus", un microscopio de rayos X de alta resolución situado en BESSY II, la fuente de radiación sincrotrón del Centro Helmholtz de Berlín en Adlershof. El microscopio es como una cámara: registra en películas a cámara lenta cómo cambia la estructura de los materiales a un tamaño de unos pocos nanómetros.
