Научный сотрудник Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) Олег Третьяков в составе международной группы исследователей впервые в мире обнаружил «скирмионный эффект Холла». Это открытие – важнейший шаг на пути к созданию новой более быстрой, дешёвой, надёжной, энергонезависимой электронной памяти. Результат работы учёных из России, Японии, США и Германии нашёл отражение в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.
Как рассказал главный научный сотрудник Лаборатории плёночных технологий Школы естественных наук ДВФУ Олег Третьяков, скирмионы (топологически нетривиальные конфигурации магнитного спина с вихреподобной структурой) могут стать основой будущих магнитных технологий памяти. Современные жёсткие диски для хранения информации используют магнитные домены, чей минимальный физический размер уже достиг 100 нм. Скирмионы являются более стабильными структурами, размер которых может быть уменьшен до нескольких нанометров, что позволит использовать их для создания устройств хранения и обработки данных с более высокой плотностью. Что ещё более важно, такая память будет сохранять информацию даже при выключенном питании.
В ходе проведения экспериментов было установлено, что скирмионы движутся под гораздо большим углом относительно приложенного тока, чем это предсказывалось первоначальной теорией. Как ожидается, магнитные скирмионы будут использоваться в будущих приложениях спинтроники – «памяти на беговой дорожке» Racetrack Memory и устройствах логики.
«Ранее было предсказано, что этот «скирмионный угол Холла» должен зависеть только от статических свойств скирмионов, таких как диаметр, – объясняет профессор Третьяков. – В нашей работе мы нашли, что этот угол сильно зависит от скорости – поведение, которое не может быть объяснено с помощью стандартно используемых моделей. Поэтому мы разработали новую модель, учитывающую динамические изменения спиновой структуры скирмиона. Мы также показали возможность управления этим углом и необходимость учитывать динамические изменения траекторий скирмиона при проектировании будущих устройств наноэлектроники».
Как пояснил ведущий научный сотрудник Лаборатории плёночных технологий Школы естественных наук ДВФУ Александр Самардак, на основе скирмионов уже ведётся разработка новых систем хранения и обработки данных. Такие элементы памяти дешевле в производстве, они будут работать быстрее и надёжнее, потреблять минимум энергии. В будущем они могут использоваться при производстве устройств наноэлектроники: компьютеров, смартфонов, датчиков, способных долгое время работать без подзарядки.
Ранее, работая в этом же направлении, учёные ДВФУ первыми получили трёхслойные поликристаллические плёнки состава рутений-кобальт-рутений (Ru/Co/Ru) с толщиной магнитного слоя всего в четыре атомных слоя. Эти новые ультратонкие материалы также имеют большие перспективы применения в наноэлетронике.
www.dvfu.ru
Быстрая, дешёвая, энергонезависимая память от ДВФУ
Поделиться:
Комментарии