Topologi och dynamik i magnetiska metamaterial

Projekttitel: Topologi och dynamik i magnetiska metamaterial
Huvudsökande: Vassilios Kapaklis, avdelningen för materialfysik

Avancerade litografiska processer har möjliggjort tillverkning av gitter av mönstrade ferroiska material – magnetiska metamaterial – bestående av sub-μm magnetiska öar. Fascinerande framväxande beteenden realiseras genom att dra nytta av interaktioner mellan enskilda öar, vilket kan leda till ny funktionalitet. De kollektiva nya egenskaperna skiljer sig starkt från dem hos beståndsdelarna och definieras av öarnas geometriska arrangemang, medan den dynamiska responsen kan studeras genom aktivering med magnetfält eller temperatur. På grund av öarnas begränsade dimensioner börjar topologiska defekter som solitoner, virvlar (vortex) och monopoler spela en allt viktigare roll. Dynamiken hos dessa topologiska defekter påverkas ytterligare av ströfältsinteraktionerna mellan öarna i gittren, vilket möjliggör en direkt koppling av inre och yttre energi- och längdskalor, med avseende på elementets rumsliga förlängning. Här siktar vi på att utforska topologins roll för öarnas dynamik och gittrets kollektiva metamaterialegenskaper. En sådan studie kommer att möjliggöra design av nya skräddarsydda magnetiska metamaterial och komponenter.