Вчені з японського інституту фізико-хімічних досліджень riken продемонстрували розроблену ними технологію, що дозволяє керувати рухом і поведінкою одиничних скірміонів – крихітних магнітних вихорів, які можуть бути використані в якості носіїв інформації в обчислювальних пристроях і пристроях зберігання даних наступних поколінь. Але найвидатнішим в цьому досягненні є те, що всі маніпуляції зі скірміонами можуть проводитися за допомогою слабких імпульсів струму і при кімнатній температурі.
Нагадаємо нашим читачам, що скірміони – це крихітні квазічастинки, які можуть виникати і переміщатися в середовищі матеріалів з особливими магнітними властивостями під впливом електричного струму. При цьому, сила такого струму в кілька разів менше, ніж сила струму, що потрібна для перемикання стану традиційних магнітних доменів, на базі яких функціонують сучасні жорсткі диски та інші магнітні носії інформації.
Ця особливість живить надії вчених, які працюють над пристроями зберігання даних, що володіють крайненізким енергоспоживанням і надзвичайно високою щільністю зберігання інформації. Крім цього, скірміони можуть стати основою роботи так званих спінтронних обчислювальних пристроїв, але для цього потрібні технології, що дозволяють оперувати окремими скірміонами дуже малих розмірів.
У більшості випадків дослідження, пов’язані зі скірміонами, проводяться при надзвичайно низьких температурах і зі скірміонами або групами скірміонів відносно великих розмірів, порядку одного мікрометра і більше. Однак японські дослідники використовували дуже хитрий магнітний матеріал, з’єднання кобальту, цинку і марганцю (co9zn9mn2), який відомий як магнітний матеріал з хіральною кристалічною решіткою.
Використовуючи тонку пластину з магнітного матеріалу, вчені змогли знайти умови, при яких в матеріалі при кімнатній температурі виникають крихітні скірміони, розміром в 100 нанометрів. Спостереження за поведінкою і рухом цих квазічастинок проводилися за допомогою технології просвічує електронної мікроскопії лоренца (lorentz transmission electron microscopy). А управління здійснювалося короткочасними піками магнітного поля, створюваного електричними імпульсами, тривалістю в кілька наносекунд.
Дослідники виявили, що скірміони за допомогою імпульсів струму досить легко переводяться з нерухомого статичного стану до руху в потоці, і рухаються з відносно високою швидкістю, що становить 3 метри в секунду.
“все це є захоплюючим досягненням, адже вперше за всю історію науки ми змогли використовувати електричний струм для управління окремими скірміонами при кімнатній температурі” – пишуть дослідники, – “тепер наша робота може стати відправною точкою для подальших досліджень різних топологічних обертових структур, що, врешті-решт, має призвести до розробки практичних скірміонних і спінтронних пристроїв”.
ключові слова: скірміон, частинка, магнітне, поле, електричний, струм, управління, рух, температура
першоджерело
інші новини по темі:
Вченим вперше вдалося зареєструвати одиничний магнітний скірміон, сущес …
Скірміони-новий спосіб створення спінтронних пристроїв магнітного запису і …
Вчені отримали докази існування стабільних магнітних скірміоно …
