Grøn IT:Ny koblingsproces i ikke-flygtige spintronics-enheder

Fysikere opnåede en robust og pålidelig magnetiseringsskifteproces ved forskydning af domænevæggen uden påførte felter. Effekten observeres i bittesmå asymmetriske permalloy-ringe og kan bane vejen for ekstremt effektive nye hukommelsesenheder. Resultaterne er offentliggjort i Fysisk gennemgang anvendt , fremhævet som et redaktørforslag.

At konstruere magnetiske hukommelser, elementer med to stabile magnetiseringstilstande er nødvendige. En lovende kandidat til sådanne magnetiske elementer er små ringe, typisk af størrelsesordenen få mikrometer, med uret eller mod uret magnetisering som de to tilstande. Desværre, at skifte mellem disse to tilstande kræver direkte et cirkulært magnetfelt, som ikke er let at opnå.

Skift i asymmetriske nanoreringer

Men dette problem kan løses, som demonstreret af et hold videnskabsmænd fra flere institutioner i Tyskland, herunder Helmholtz-Zentrum Berlin:Hvis hullet i ringen er lidt forskudt, dermed gøre ringen tyndere på den ene side, en enkel, uniakset magnetfeltimpuls af nogle nanosekunders varighed kan skifte mellem de to mulige "hvirveltilstande", der bruges til datalagring (med uret og mod uret).

Kort magnetfeltimpuls er tilstrækkelig

Forskerne registrerede tidsudviklingen af ​​enhedens magnetiseringsdynamik ved Maxymus-Beamline ved BESSY II ved at anvende tidsopløst røntgenmikroskopi under og efter den korte magnetfeltimpuls blev påført. De observerede, hvordan magnetfeltpulsen i et første trin fører til en mellemliggende "løgtilstand" i ringen. Denne tilstand er karakteriseret ved to domænevægge, hvor forskellige magnetiseringszoner møder hinanden. Efter at den eksterne feltpuls er forsvundet, disse domænevægge bevæger sig mod hinanden og tilintetgør, hvilket resulterer i en stabil modsat magnetisering af ringens "hvirveltilstand".

Meget hurtig proces for spintronics

"Vores målinger viser domænevægs-automotion med en gennemsnitshastighed på omkring 60 m/s. Dette er meget hurtigt for spintroniske enheder ved nul anvendt felt", Dr. Mohamad-Assaad Mawass, hovedforfatter til publikationen i Fysisk gennemgang anvendt , påpeger. Mawass har arbejdet på disse eksperimenter allerede for sin ph.d.-grad ved Johannes Gutenberg University Mainz (gruppe af prof. Kläui) i et fælles projekt med Max Planck Institute for intelligent system i Stuttgart (Schütz-afdelingen). Han fortsatte derefter sin forskning som postdoc-forsker ved X-PEEM beamline ved HZB.

Detaljer om domænevægsbevægelse observeret

En anden observation vedrører effekten af ​​murenes detaljerede topologiske karakter i udslettelsesprocessen. Ifølge resultaterne, denne effekt påvirker kun dynamikken på en lokal skala, hvor vægge oplever en attraktiv eller frastødende interaktion, når de kommer meget tæt på hinanden uden at hæmme udslettelse af vægge gennem automotion. "Domænevæggens inerti og den lagrede energi, i systemet, gør det muligt for væggene at overvinde både den lokale ydre pinning og den topologiske frastødning mellem DW'er, der bærer det samme viklingsnummer," sagde Mawass. "Vi mener at have identificeret en robust og pålidelig koblingsproces ved domænevægs-automotion i ferromagnetiske ringe", Mawass oplyser. "Dette kan bane vejen for yderligere optimering af disse enheder."