Skyrmions hvirvler viser løfte om lavenergi-computerkredsløb

UNSW-materialeforskere har kastet nyt lys over en lovende ny måde at lagre og behandle information på i computere og elektroniske enheder, som kan skære betydeligt ned på den energi, der kræves for at opretholde vores digitale livsstil.

Skyrmions, som kan beskrives som 'hvirvelformede' magnetiske teksturer på nano-niveau, er i de senere år blevet markeret som kandidater til en mere effektiv måde at opbevare og behandle information på. En af deres fordele er, at de har en slags indbygget forbedret stabilitet over tid, at gøre lagret information ikke-flygtig og 'leve' længere. Indtil nu, information i computere behandles gennem dynamisk hukommelse, som er mindre stabil og derfor kræver mere energi at vedligeholde.

Ifølge forskere fra UNSW Science, som også samarbejdede med forskere fra Brookhaven National Laboratory i USA og University of Auckland, potentialet i det, de kalder "skyrmion lattice manipulation" for at sænke energiforbruget i elektronik, er et attraktivt alternativ.

"Vi undersøger nanoskala magnetiske 'hvirvler' kaldet skyrmioner i et nyt oxidmateriale, Te-dopet Cu ₂ OSeO ₃ , " siger professor Jan Seidel fra UNSW's School of Materials Science and Engineering.

"Vi viser, hvordan disse skyrmioner dannes og transformeres i tynde film af materialet med påført magnetfelt, temperatur og som funktion af materialesammensætning. Vi undersøger især tynde film af materialet, kun et par hundrede atomer tyk.

"Tynde film i enkeltfase, skyrmion værtsmaterialer er hidtil sjældent blevet undersøgt, men de er et krav til fremtidige nanoelektronikapplikationer."

Ved at vise, hvordan skyrmion gittermanipulation kan opnås, gruppen har banet vejen for udviklingen af ​​skyrmion nanoelektroniske kredsløb i fremtiden.

"Vores arbejde er spændende, fordi Lorentz mikroskopi er en af ​​de få tilgængelige metoder til at se skyrmioner direkte, og giver os endda mulighed for at lave film om deres dynamiske adfærd, " siger professor Seidel.

Professor Seidels gruppe vil dernæst undersøge, hvordan man kontrollerer individuelle skyrmioner i dette materiale. De vil også studere andre dopingelementer og forhold for yderligere at forstå deres indflydelse på skyrmions egenskaber.