Discovery tilbyder nye muligheder for næste generations datalagring

Kravene til datalagring og behandling er vokset eksponentielt i takt med at verden bliver mere og mere forbundet, understreger behovet for nye materialer, der er i stand til mere effektiv datalagring og databehandling.

Et internationalt forskerteam, ledet af fysikeren Paul Ching-Wu Chu, stiftende direktør for Texas Center for Superconductivity ved University of Houston, rapporterer en ny forbindelse, der er i stand til at bevare sine skyrmion-egenskaber ved stuetemperatur ved brug af højt tryk. Resultaterne tyder også på potentialet for at bruge kemisk tryk til at opretholde egenskaberne ved omgivende tryk, giver løfte til kommercielle applikationer.

Arbejdet er beskrevet i Procedurer fra National Academy of Sciences .

En skyrmion er den mindst mulige forstyrrelse af en ensartet magnet, et punktlignende område med omvendt magnetisering omgivet af en hvirvlende drejning af spins. Disse ekstremt små regioner, sammen med muligheden for at flytte dem med meget lidt elektrisk strøm, gøre de materialer, der er vært for dem, til lovende kandidater til lagring af høj tæthed. Men skyrmiontilstanden eksisterer normalt kun ved et meget lavt og snævert temperaturområde. For eksempel, i forbindelsen Chu og kolleger studerede, skyrmiontilstanden eksisterer normalt kun inden for et snævert temperaturområde på omkring 3 Kelvin grader, mellem 55 K og 58,5 K (mellem -360,7 Fahrenheit og -354,4 Fahrenheit). Det gør det upraktisk til de fleste applikationer.

Arbejde med en kobberoxyselenidforbindelse, Chu sagde, at forskerne var i stand til dramatisk at udvide det temperaturområde, hvor skyrmion -tilstanden eksisterer, op til 300 grader Kelvin, eller omkring 80 grader Fahrenheit, nær stuetemperatur. Første forfatter Liangzi Deng sagde, at de med succes opdagede tilstanden ved stuetemperatur for første gang under 8 gigapascal, eller GPa, af pres, ved hjælp af en speciel teknik, han og kolleger udviklede. Deng er forsker ved Texas Center for Superconductivity ved UH (TcSUH).

Chu, den tilsvarende forfatter til værket, sagde forskere fandt også ud af, at kobberoxyselenidforbindelsen gennemgår forskellige strukturelle faseovergange med stigende tryk, hvilket tyder på muligheden for, at skyrmion -staten er mere allestedsnærværende end tidligere antaget.

"Vores resultater tyder på, at skyrmionerne ikke er følsomme over for de underliggende krystalgitter. Mere skyrmion -materiale kan findes i andre forbindelser, såvel, " sagde Chu.

Arbejdet antyder, at det nødvendige tryk for at opretholde skyrmion-tilstanden i kobberoxyselenidforbindelsen kan replikeres kemisk, lader den arbejde under omgivende tryk, et andet vigtigt krav til potentielle kommercielle anvendelser. Det har nogle analogier til at arbejde Chu og hans kolleger gjorde med høj temperatur superledning, annoncerede i 1987, at de havde stabiliseret højtemperatursuperledning i YBCO (yttrium, barium, kobber, og oxygen) ved at erstatte ioner i forbindelsen med mindre isovalente ioner.