La recherche sur les bimérons magnétiques, menée par le groupe MEM du CEMES-CNRS en collaboration avec l'Université de Kiel, révèle des différences fondamentales avec les skyrmions. Ces structures, caractérisées par une symétrie réduite et des interactions entre solitons, favorisent la formation de macrostructures stables en réseau. Ces découvertes ouvrent de nouvelles perspectives pour les futures technologies de stockage et de traitement de l'information.
Les skyrmions magnétiques, des vortex de spin avec une charge topologique Q=-1, sont d'un grand intérêt pour les architectures de calcul spintronique. Cependant, leur stabilité thermique est cruciale pour le calcul non volatil, un aspect rarement abordé en raison de sa complexité. Aucune estimation de la durée de vie des bimérons, considérés comme un type de skyrmions, n'avait été rapportée auparavant.
Trois études théoriques publiées en 2026 par ces chercheurs mettent en lumière de nouveaux mécanismes régissant l'émergence et la durée de vie des bimérons dans les matériaux 2D. Grâce à des calculs ab initio et des simulations atomistiques de spins, ils prédisent la coexistence de skyrmions et de bimérons, ainsi que leurs transformations sous l'effet d'un champ magnétique dans une hétérostructure de van der Waals, Fe3GeTe2/Cr2Ge2Te6. Ils ont calculé pour la première fois les durées de vie des bimérons et antibimérons.
Ces travaux remettent en question l'idée que les bimérons seraient de simples équivalents des skyrmions. Leur symétrie spatiale réduite leur confère des propriétés différentes, notamment en matière de localisation spatiale, de stabilité thermique dominée par l'entropie et de comportement de type instanton sous champ magnétique. Les recherches s'étendent aux bimérons et antibimérons de charge topologique élevée (|Q| > 1), prédisant des durées de vie jusqu'à trois ordres de grandeur supérieures.
Cette trilogie d'études établit les fondements théoriques de la physique des bimérons, offrant une compréhension approfondie de leur émergence, stabilité, durée de vie et comportement collectif. Elle ouvre la voie à de nouvelles recherches et applications en spintronique, notamment pour le calcul réservoir et le calcul neuromorphique.
