Ученые предлагают новый подход к созданию компьютерной памяти

Теперь, благодаря исследовательской группе, в которую входят ученые из Национального института стандартов и технологий (NIST), * экзотические кольцевые магнитные эффекты были выведены из глубокой заморозки физика с помощью простого метода, который создает магнитные скирмионы в условиях окружающей комнаты. Это достижение приближает скирмионы к использованию в реальных хранилищах данных, а также в других новых магнитных и электронных технологиях.Если вы хоть немного знакомы с физикой элементарных частиц, вы можете ожидать, что скирмионы будут частицами; в конце концов, они очень похожи на фермионы, класс частиц, который включает протоны и нейтроны. Но скирмионы не являются фундаментальными частями материи (даже йогуртом); это эффекты, названные в честь предложившего их физика.

До недавнего времени магнитные скирмионы можно было наблюдать только при очень низких температурах и в мощных магнитных полях.Магнитная сила в каждом отдельном атоме магнита — то, что физики называют их «магнитными моментами» — все выстраиваются одинаково, как крошечные компасы, все указывающие в одном направлении.

Но в экстремальных условиях некоторые магнитные материалы (такие как MnSi или FeCoSi) вместо этого могут образовывать пятна, в которых моменты изгибаются и скручиваются, образуя обмотку, подобную кольцу. Эти необычные объекты обладают эластичностью, которая защищает их от внешнего воздействия, а это означает, что данные, которые они хранят, не могут быть легко повреждены даже из-за паразитных магнитных полей или физических дефектов внутри материала.

В результате магнитные скирмионы представляют собой многообещающую основу для систем информационной памяти и других устройств наноэлектроники.Препятствием к использованию традиционных скирмионов были экстремальные лабораторные условия, необходимые для их создания. До недавнего времени ученые видели магнитные скирмионы только при низких температурах.

В то время как Дастин Гилберт из NIST был аспирантом в лаборатории Кая Лю в Калифорнийском университете в Дэвисе, он и Лю не только разработали подход к созданию квантовых объектов, но и их творения оставались стабильными при комнатной температуре без магнитного поля.Чтобы подтвердить существование скирмионов, потребовалась поездка в NIST. Их создание включает размещение массивов крошечных намагниченных кобальтовых дисков поверх тонкой пленки из кобальта и палладия; Центр нейтронных исследований NIST (NCNR) только что разработал современный рефлектометр поляризованных нейтронов, который хорошо подходил для изучения результатов их лабораторных исследований. Работая с учеными NCNR, команда использовала нейтроны, чтобы увидеть сквозь диск и обнаружить скирмионы под ним.

Команда также сделала изображения вращающихся конфигураций в массиве дисков в Центре наномасштабной науки и технологий (CNST) NIST и в лаборатории Лоуренса Беркли.По словам Гилберта, результаты должны заинтересовать любого, кто занимается спинтроникой — областью, которая направлена ​​на использование магнитных эффектов, подобных тем, которые проявляют скирмионы, для хранения и обработки информации.«Идея, которая обсуждалась, заключается в том, что, например, вы можете просто протолкнуть эти стабильные магнитные пучки в одном файле по строке и прочитать их данные. Преимущество здесь в том, что вам потребуется гораздо меньше энергии, чтобы протолкнуть их, чем любой другой. другой метод, предложенный для спинтроники », — говорит Гилберт, недавно получивший докторскую степень в NCNR. «Что нам нужно сделать дальше, так это выяснить, как заставить их двигаться.

Но пока мы можем начать исследовать, как мы могли бы использовать скирмионы в технологиях — площадка открыта».


Портал обо всем