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科学家识别基于skyrmions信息存储和处理的新方法

公布2015年9月15日
 

硬放松像在绳结,磁性skyrmions是行为像在磁性薄膜微小的颗粒稳定的磁回旋。这些回旋,大小只有几纳米提供下一代信息存储和处理的巨大潜力。

为了发挥他们的巨大潜力作为信息载体,个别skyrmions的控制必须实现。到目前为止,这仅被证明为非常罕见的和外来类的物质,在这种不寻常的手性交流互动称为dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)起着重要的作用。

根据研究结果发表在 科学期刊自然通讯,一队来自爱尔兰,瑞典,瑞士和中国已发现skyrmions可以动态地在超薄膜由自己进动运动稳定,无需DMI,没有什么不同纺纱国际顶尖科学家。这一发现意味着,更宽范围的材料现在是开放的下一代信息存储和处理可能使用。

“基于广泛的数值模拟和分析理论,我们考虑下一个纳米接触skyrmion,其中自旋极化电流被注入到磁性薄膜其磁矩提供扭矩的产生”之称 教授汉斯 - 本杰明·布劳恩 谁进行的工作在 物理学的UCD学校,葡京赌场和苏黎世联邦理工学院。他开发的分析理论和共同领导与教授约翰·克曼的研究 哥德堡大学在瑞典.

“我们的研究结果表明skyrmions如何动态可核的,持续的和纳米接触下操作。作为准粒子,它们可以在两个很好的分离nanocontacts之间传输,即使是在完全没有DMI的,”教授布朗补充说。

这提供了创建和在迄今已被认为不适合根据来自香港的大学谁进行了最为详细的模拟研究的第一作者周妍下一代信息存储和处理材料控制skyrmions的可能性。

“自旋力矩振荡器呼吸动力skyrmions是强大的微波产生的来源,”教授约翰·克曼说。 “它们具有的输出功率是大小比传统的进动的自旋力矩振荡器和它们的频率更高可通过注入电流使它们用于宽带应用具有吸引力被调谐的订单”。

基于自旋的信息处理需要比其常规的基于电子的对应功率要少得多。这是社会的一个重要问题,因为目前全球IT基础设施是生产造成了碳排放量超过了全球空中交通的过多的热量。

如上图:磁性skyrmion的图形表示(图像:汉斯本杰明布劳恩,UCD)

 
更多信息:Y。周,E。艾柯卡,A.A。阿瓦德,R.K.杜马斯,F.C张,H.B.布劳恩,J阿克曼,动态稳定磁skyrmions, 自然通讯,DOI:10.1038 / ncomms9193