Fysikere udvikler konceptet med en ny hurtig ikke-flygtig hukommelse

Ved hjælp af mikromagnetisk simulering, forskere har fundet de magnetiske parametre og driftstilstande til den eksperimentelle implementering af et hurtigt racerbanemodul, der kører på spin -strøm, transportere information via skyrmionium, som kan gemme flere data og læse dem hurtigere. Resultaterne offentliggøres i Videnskabelige rapporter .

Forskere fra Laboratory for Thin Film Technologies fra School of Natural Sciences ved Far Eastern Federal University (FEFU), og South Ural State University (SUSU) har undersøgt skyrmioniums stabilitet i et magnetisk materiale og foreslået at bruge det til at bygge en ny type racerbanehukommelse (domæne-væghukommelse). Sådanne hukommelsesenheder er blevet foreslået baseret på den magnetiske konfiguration af en skyrmion - en topologisk stabil, vortex-lignende spin-konfiguration. Skyrmionium har vist sig at være mere lovende til informationslagring.

Racerback -hukommelse tilbyder potentielt mere datalagringsplads end moderne USB -flashdrev og harddiske. Også, data læse-/skrivehastighed og lagerlevetid ville blive væsentligt forøget i sådanne enheder.

"Vi gennemførte en omfattende undersøgelse af kimdannelsen, bevægelses- og tilintetgørelsesprocesser af skyrmionium under påvirkning af spinstrøm. Dette giver os mulighed for at organisere optagelsesprocesserne, lagring og læsning af information i magnetisk hukommelse. Ved at variere systemets magnetiske parametre og strømtætheden, det er muligt at opnå forskellige data læse-/skrivehastigheder og bittæthed. Også, topologiske træk ved skyrmionium giver os mulighed for betydeligt at øge dataoptagelsestætheden. Vi undersøgte spin -strømens indvirkning på skyrmioniumstabiliteten for at bestemme de teknologiske forhold og funktionsmåder for vores hukommelse. Vigtigere, i skyrmionium, det blev muligt at overvinde skyrmion-iboende begrænsninger, især Magnus -effekten, hvilket fører til tab af data i skyrmions. "sagde medforfatter Alexander Kolesnikov, forsker ved Laboratory for Thin Film Technologies, FEFU.

Forskeren diskuterede skyrmionium nucleation baseret på princippet om nanofabrikation, som undgår den besværlige proces med at installere yderligere nanokontakter i det magnetiske modul. Dermed, den unikke produktionsteknologi til racerbanens hukommelsesenheder, foreslået af forskere fra FEFU og SUSU, er enklere og billigere end andre forskeres teknologier.

For at fremstille racerbanens hukommelsesmoduler, forskerne foreslår et sandwich -koncept. Et heavy metal (platin, ruthenium, tantal, osv.) er dækket med et tyndt ferromagnetisk lag omkring en nanometer tykt, som igen er dækket af et andet lag tungmetal for at undgå oxidation af ferromagneten.

Skyrmionium-baseret hukommelse kræver ikke eksterne energikilder. Racerbanens hukommelsesdisk gemmer data i lang tid, også selvom computeren ikke er tilsluttet strømforsyningen. Også, antallet af skrivecyklusser er ikke begrænset. Det adskiller den magnetiske racerbaneteknologi fra SSD -teknologi, som er energirelateret og har et begrænset antal omskrivningscyklusser.

Racerback-hukommelse (domæne-væghukommelse) er en type ikke-flygtig hukommelse, der arbejder efter princippet om magnetiske domæner, som er stabile magnetiske tilstande i nanotracks drevet af en spinstrøm. Magnetiseringen i domænet kan skifte mellem to positioner, for eksempel, op og ned. Dette gør det muligt at skrive binær kode ved at skifte sekvenser på nul og en.