Самые маленькие магнитные вихри станут шагом к новой цифровой памяти
«Закручивая» магнетизм в рекордно малые спирали, физики Университета Небраски-Линкольна ускоряют попытки превратить цифровой эквивалент памяти в такой, который может сэкономить энергию и пространство в электронике следующего поколения.
Магнитные материалы содержат атомы, которые действуют как миниатюрные версии классического стержневого магнита, каждый из которых имеет северный и южный полюс. В материалах, которые показывают самые сильные магнитные поля – так называемые ферромагнетики – полюса этих атомов направлены в одну сторону.
Это упорядоченное расположение может нарушить скирмион: множество атомов, полюсы которых все дальше и дальше отходят от магнитной оси, приближаясь к центру скирмиона, причем атом в его сердцевине указывает на противоположное направление этой оси.
Исследователи ранее создали скирмион диаметром около 50 нанометров – примерно в 2000 раз тоньше человеческого волоса – в ферромагнитном материале, моносилициде марганца. Новое исследование под руководством Небраски Дэвида Селмейера и Баламуругана Баласубраманяна сообщает о создании скирмиона шириной всего 13 нанометров, что, по-видимому, является наименьшим возможным размером материала.
Миниатюризация имеет значение, говорит Селмейер, если «интересные магнитные структуры» станут видом цифровой памяти следующего поколения.
«Одним из самых больших ограничений был диаметр этих вещей», – сказал Селмейер из Университет Джорджа Холмса, заслуженный профессор физики и астрономии. – Это открытие является важным шагом на пути к использованию в реальных приложениях».
Традиционно цифровое хранилище данных – это отдельные партии отрицательно и положительно поляризованных атомов, которые представляют 1 и 0 или биты двоичного кода. Поскольку создание и перемещение скирмиона задействует гораздо меньше энергии, чем выравнивание поляризованных групп атомов, исследователи рассматривают магнитную спираль как привлекательную альтернативу цифровому хранению.
Команде удалось создать такой крошечный скирмион только при крайне низких температурах – наивысшее значение – минус 230 градуса по Цельсию. По словам ученым, поиск метода или материала, который может поддерживать незначительные скирмионы при комнатной температуре, – главная цель.
Магнитные материалы содержат атомы, которые действуют как миниатюрные версии классического стержневого магнита, каждый из которых имеет северный и южный полюс. В материалах, которые показывают самые сильные магнитные поля – так называемые ферромагнетики – полюса этих атомов направлены в одну сторону.
Это упорядоченное расположение может нарушить скирмион: множество атомов, полюсы которых все дальше и дальше отходят от магнитной оси, приближаясь к центру скирмиона, причем атом в его сердцевине указывает на противоположное направление этой оси.
Исследователи ранее создали скирмион диаметром около 50 нанометров – примерно в 2000 раз тоньше человеческого волоса – в ферромагнитном материале, моносилициде марганца. Новое исследование под руководством Небраски Дэвида Селмейера и Баламуругана Баласубраманяна сообщает о создании скирмиона шириной всего 13 нанометров, что, по-видимому, является наименьшим возможным размером материала.
Миниатюризация имеет значение, говорит Селмейер, если «интересные магнитные структуры» станут видом цифровой памяти следующего поколения.
«Одним из самых больших ограничений был диаметр этих вещей», – сказал Селмейер из Университет Джорджа Холмса, заслуженный профессор физики и астрономии. – Это открытие является важным шагом на пути к использованию в реальных приложениях».
Традиционно цифровое хранилище данных – это отдельные партии отрицательно и положительно поляризованных атомов, которые представляют 1 и 0 или биты двоичного кода. Поскольку создание и перемещение скирмиона задействует гораздо меньше энергии, чем выравнивание поляризованных групп атомов, исследователи рассматривают магнитную спираль как привлекательную альтернативу цифровому хранению.
Команде удалось создать такой крошечный скирмион только при крайне низких температурах – наивысшее значение – минус 230 градуса по Цельсию. По словам ученым, поиск метода или материала, который может поддерживать незначительные скирмионы при комнатной температуре, – главная цель.
