Успех в создании молекул скирмионов и управлении ими при низкой плотности тока.

Этот результат был достигнут совместной исследовательской группой во главе с доктором Сючжэнь Юй, старшим научным сотрудником, и доктором Йошинори Токура, директором группы (профессор инженерной школы Токийского университета) исследовательской группы сильной корреляционной физики, RIKEN. Центр науки о новых веществах (директор центра: д-р Ёсинори Токура) и д-р Кодзи Кимото, руководитель отдела физики поверхности и структуры Отдела передовых ключевых технологий (директор отдела: д-р Дайсуке Фудзита), NIMS.Устройства магнитной памяти, которые используют направление электронных спинов в материалах в качестве магнитной информации, считаются многообещающими устройствами следующего поколения с быстродействующими и энергонезависимыми свойствами.

В последние годы интенсивно изучаются устройства магнитной памяти, которые управляют доменными стенками внутри ферромагнитных нанопроволок с помощью спин-поляризованного электрического тока. Однако для перемещения доменных стенок требуется большая плотность тока, по крайней мере, около 1 миллиарда ампер на квадратный метр, а большое энергопотребление представляет проблему.

Поэтому искали способ управлять ими при меньшей плотности тока.В этом отношении внимание было уделено «скирмионам», которые представляют собой магнитные топологические текстуры, в которых спины электронов выровнены в форме вихря. В отличие от ферромагнитных доменных стенок, скирмионы не имеют собственных узлов пиннинга и могут избегать препятствий в устройстве.

Таким образом, они могут работать при меньшей плотности тока, чем ферромагнитные доменные стенки. Одиночный скирмион имеет топологический заряд 1, что эквивалентно 1 биту информации.

Скирмионы с более высоким топологическим зарядом были предсказаны теоретически, но никогда не наблюдались. Совместной исследовательской группе впервые удалось создать молекулы скирмионов с топологическим зарядом 2 в слоистом оксиде марганца La1 + 2xSr2-2xMn2O7, контролируя одноосную анизотропию и внешнее магнитное поле, а также управлять ими с плотностью тока в одну тысячную. обычно требуется для возбуждения ферромагнитных доменных стенок.

Такие открытия приведут к значительному развитию в разработке новых устройств магнитной памяти с высокой плотностью и низким энергопотреблением с использованием скирмионов.


Портал обо всем