ENG: As the world creates more data every day, scientists are looking for ways to store information in much smaller spaces without losing reliability. Researchers at the University of Stuttgart report a promising step in that direction. By introducing a very small twist between ultra thin layers of a magnetic material called chromium iodide, they produced tiny, stable magnetic swirls known as skyrmions. These structures are extremely robust, which is why they are so interesting as potential building blocks for future high density data storage.
For the methodology, the team worked with a crystal only four atomic layers thick, arranged as two stacked bilayers. They then rotated one bilayer slightly relative to the other. That small change in alignment reshaped how electrons interact across the layers and created a new magnetic state that does not appear in an untwisted bilayer. By carefully tuning these electronic interactions, the researchers could control the magnetism and trigger the formation of skyrmions.
Because the magnetic signals in such thin materials are very faint, the team used a specialized quantum sensing microscope based on nitrogen vacancy centers in diamond. This technique can detect extremely weak magnetic fields with very fine spatial detail, letting the researchers directly observe the skyrmions and map the new magnetic behavior. The experimental work was supported by theoretical modeling and numerical simulations from collaborators at the University of Edinburgh, and the results suggest current theory needs updates to fully match what is measured in atomically thin magnets.
RO: Pe măsură ce cantitatea de date crește de la an la an, cercetătorii caută soluții prin care informația să poată fi stocată în spații tot mai mici, dar în același timp sigur și stabil. O echipă de la Universitatea din Stuttgart a arătat că un detaliu aparent mărunt poate schimba mult lucrurile: o răsucire foarte fină între straturi extrem de subțiri ale unui material magnetic numit iodură de crom. În aceste condiții apar skyrmioni, adică mici „vârtejuri” magnetice foarte stabile, considerați unii dintre cei mai promițători purtători de informație pentru medii de stocare cu densitate foarte mare.
În metodologie, cercetătorii au folosit un sistem alcătuit din patru straturi atomice, aranjate ca două bistraturi suprapuse. Au rotit ușor un bistrat față de celălalt, iar această răsucire a modificat felul în care electronii interacționează în material și între straturi. Practic, prin controlul acestor interacțiuni au obținut o nouă configurație magnetică, care nu apare în cazul în care straturile sunt aliniate perfect, și au reușit să inducă formarea skyrmionilor.
Pentru a observa fenomenul, a fost nevoie de o tehnică foarte sensibilă, deoarece semnalele magnetice sunt extrem de slabe la această scară. Echipa a folosit un microscop de senzare cuantică bazat pe centre azot-vacanță din diamant, capabil să detecteze câmpuri magnetice foarte mici și să le „deseneze” ca hartă, cu rezoluție înaltă. Observațiile experimentale au fost susținute de modelare teoretică și simulări numerice realizate de colaboratori de la Universitatea din Edinburgh, iar rezultatele sugerează că modelele teoretice existente trebuie ajustate pentru a explica complet magnetismul în materiale bidimensionale, atât de subțiri încât au doar câteva straturi de atomi.
Source (ScienceDaily, “Twisted 2D magnet creates skyrmions for ultra dense data storage”, 13.02.2026)
Paper: Wong, K.C., Peng, R., Anderson, E., Ross, J., Yang, B., Cheng, M., Jayaram, S., Lenger, M., Zhou, X., Kong, Y.T. and Taniguchi, T., 2026. Super-moiré spin textures in twisted two-dimensional antiferromagnets. Nature Nanotechnology, pp.1-7.
