Forskere ved University of Stuttgart har skapt og direkte observert skyrmioner i et vridd, todimensjonalt magnetisk materiale. Funnene peker mot tetter og mer robust datalagring – publisert i Nature Nanotechnology i februar 2026. Resultatet kan tvinge fram en oppdatering av gjeldende teorier.

Et gjennombrudd i atomtynne magneter

Et internasjonalt team ledet av professor Jörg Wrachtrup ved Senter for anvendt kvanteteknologi (ZAQuant) ved University of Stuttgart har etablert en ny magnetisk tilstand i et materiale som bare er noen få atomer tykt. Ved å vri to dobbeltlag av det magnetiske materialet kromiumjodid i forhold til hverandre, oppsto skyrmioner – nanoskala magnetiske virvler som er topologisk beskyttet og svært stabile.

«Ettersom datavolumene fortsetter å vokse, må fremtidens magnetiske lagringsmedier kunne lagre informasjon pålitelig ved stadig høyere tettheter. Våre resultater er derfor direkte relevante for neste generasjons datalagringsteknologier.» – Jörg Wrachtrup

Slik ble skyrmionene til

Forskerne roterte to dobbeltlag av kromiumjodid minimalt slik at grensesnittet mellom lagene endret elektroninteraksjonene. Denne presise vridningen utløste en ny, romlig modulert magnetisk tilstand der skyrmioner dannes og forblir stabile.

«Vi kan selektivt kontrollere denne magnetismen ved å justere interaksjonene mellom elektroner i de enkelte lagene. Det som er spesielt bemerkelsesverdig er at de observerte magnetiske egenskapene er robuste mot forstyrrelser fra omgivelsene.» – Dr. Ruoming Peng

Hvorfor dette kan endre datalagring

Verden produserer stadig mer data, og dagens metoder nærmer seg fysiske grenser. Skyrmioner kombinerer minimal størrelse med eksepsjonell stabilitet, og peker mot høyere lagringstetthet og mer robuste medier. At de kan manipuleres med elektriske strømmer øker relevansen for fremtidige enheter.

• Minimalt fotavtrykk: egner seg for ekstremt tett pakking av informasjon.
• Robusthet: topologisk beskyttelse gir stabilitet mot forstyrrelser.
• Kontrollerbarhet: kan flyttes og styres med elektriske strømmer.

Måle det usynlige: kvantesensing i diamant

De magnetiske signalene i slike atomtynne systemer er svært svake. For å påvise dem brukte teamet et avansert mikroskop basert på kvantesensing som utnytter nitrogenvakans-sentre i diamant. Denne tilnærmingen er utviklet og forfinet ved ZAQuant i over 20 år.

Teorien henger etter

Oppdagelsen har betydning langt utover datalagring. Den utfordrer eksisterende teoretiske modeller for elektroners kollektive oppførsel i atomtynne magneter og åpner for ny innsikt i hvordan slike systemer må beskrives.

«Våre eksperimentelle resultater indikerer at eksisterende teoretiske modeller må foredles for fullt ut å fange de observerte fenomenene.» – Jörg Wrachtrup

Samarbeid og publisering

Arbeidet samlet forskere fra Storbritannia, Japan, USA og Canada i tillegg til University of Stuttgart. University of Edinburgh ledet den teoretiske modelleringen og numeriske simuleringene. Studien er publisert i Nature Nanotechnology i februar 2026.

• Ledelse: University of Stuttgart (ZAQuant)
• Teori: University of Edinburgh
• Partnere: Storbritannia, Japan, USA, Canada
• Publisert: Nature Nanotechnology (februar 2026)

Veien videre

Skyrmioner i vridde, todimensjonale materialer peker mot en ny æra i datalagring, der informasjon kan pakkes tettere og lagres mer pålitelig. Stuttgart-teamets resultater viser at vi kanskje står på terskelen til denne overgangen – med neste steg å forene eksperiment og teori for å utnytte fenomenet i praktiske enheter.