Magnetiske skyrmions viste sig at have potentiale til at gemme elektroniske data

(Phys.org) - Et team af forskere med medlemmer fra USA, Tyskland og Kina har fundet ud af, at magnetiske skyrmions en dag kunne bruges som et middel til lagring af elektroniske data. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , forskerne beskriver, hvordan man skaber en struktur, der er i stand til at generere skyrmions, der kan vendes med en magnet, samtidig med at den bevarer sin form, når magneten trækkes tilbage.

Skyrmions er hvirvlende spins i et materiale, der findes som et mønster, generelt en cirkel, og stabiliseres typisk ved brug af en ekstern magnet. I denne nye indsats, forskerne udviklede en metode, hvorved der kunne genereres skyrmions, der ikke kræver en ekstern magnet for at forblive stabil. Desuden, de fandt ud af, at påføring af en magnet fik skyrmion til at vende sig selv.

For at generere en skyrmion, forskerne skabte en jern-germanideskive (ved hjælp af ionstrålefræsning og gasindsprøjtning efterfulgt af ætsning) med en diameter på 160 nanometer, der var 90 nanometer tyk. De brugte derefter elektronholografi til at vise, at der fandtes en skyrmion midt på disken, de havde skabt. De fandt også ud af, at den ydre del af skiven indeholdt elektronspins, der skabte et magnetfelt, der var modsat skyrmions. Yderligere undersøgelse af strukturen, de skabte, viste, at den havde to laveste grundtilstandskonfigurationer - en med skyrmion roterende med uret (med spinnene pegende opad), den anden mod uret (med omdrejningerne pegende ned). Skyrmion, de fandt også, kunne skifte mellem de to tilstande ved midlertidigt at anvende et magnetfelt så lille som 200 millitesla. Stabiliseringen, forskerne foreslår, opstår på grund af det magnetiske felt, der genereres af diskens ydre ring

Ved at bemærke, at skyrmion hurtigt og let kunne skiftes frem og tilbage, forskerne foreslår, at strukturen kan anvendes som en erstatning for konventionelle hukommelsesenheder, fordi den er meget mindre end ferromagnetik nu i brug. De påpeger også muligheden for at bruge dem til at oprette logiske porte. Teknikker til at forenkle og industrialisere processen med at oprette diske skulle udvikles før implementering af sådanne applikationer, imidlertid.

© 2017 Tech Xplore