 На что способны скирмионы? Эти призрачные квантовые кольца, до сих пор мелькающие только в экстремальных лабораторных условиях, могут стать основой для нового типа памяти компьютера, который никогда не теряет свою хватку на данных, которые он хранит.
Теперь, благодаря научно-исследовательской команде, включающей ученых из Национального института стандартов и технологий, экзотические кольцевые магнитные эффекты были выделены с помощью метода, который создает магнитные скирмионы в условиях комнатной окружающей среды. Это достижение приносит скирмионы на шаг ближе к использованию в хранилищах данных в реальном мире, а также в других новых магнитных и электронных технологиях.
Для некоторых скирмионы кажутся частицами - в конце концов, они звучат очень похоже с фермионами - классом частиц, который включает протоны и нейтроны. Но скирмионы не являются фундаментальными кусками материи; они являются эффектами, названными в честь физика, предложенного им. До недавнего времени, магнитные скирмионы были замечены только при очень низких температурах и при сильных магнитных полях.
Магнитная сила в каждом отдельном атоме в магните - то, что физики называют «магнитными моментами» - выстраивается таким же образом подобно крошечным компасами, указывающим в том же направлении. Но в экстремальных условиях некоторые магнитные материалы (такие, как MnSi или FeCoSi) может, вместо этого, проявлять места, где моменты сгибаются и поворачиваются, образуя нечто вроде кольцевой конфигурации. Эти необычные объекты обладают эластичностью, которая защищает их от внешнего воздействия - то есть данные, которые они хранят не будут легко повреждены даже паразитными магнитными полями или физическими дефектами в материале. В результате магнитные скирмионы представляют собой перспективную основу для систем информационной памяти и других наноэлектронных устройств.
Препятствием в использовании традиционных скирмионы были экстремальные условия, необходимые лабораториям для их формирования. До недавнего времени ученые наблюдали магнитные скирмионы только при низких температурах. Теперь они не только разработали подход, чтобы сделать квантовые объекты, но их творения оставались стабильными при комнатной температуре, без магнитного поля.
Создание магнитных скирмионов включает в себя размещение массивов крошечных намагниченных дисков кобальта на вершине тонкой пленки из кобальта и палладия. Исследователи разработали рефлектометр поляризованных нейтронов, хорошо подходил для изучения их лабораторных результатов.
По словам исследователей, результаты должны заинтересовать любого, интересующегося спинтроникой - областью, которая стремится использовать такие магнитные эффекты, как те скирмионы, для хранения и обработки информации.
|
