(Phys.org)—Een team van onderzoekers met leden uit de V.S., Duitsland en China hebben ontdekt dat magnetische skyrmionen ooit kunnen worden gebruikt als een middel om elektronische gegevens op te slaan. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de onderzoekers beschrijven het creëren van een structuur die skyrmionen kan genereren die kunnen worden omgekeerd met een magneet, terwijl de vorm behouden blijft wanneer de magneet wordt teruggetrokken.

Skyrmionen zijn wervelende spins in een materiaal dat bestaat als een patroon, meestal een cirkel, en worden typisch gestabiliseerd door gebruik van een externe magneet. In deze nieuwe poging de onderzoekers ontwikkelden een methode waarmee skyrmionen konden worden gegenereerd die geen externe magneet nodig hebben om stabiel te blijven. Verder, ze ontdekten dat het toepassen van een magneet ervoor zorgde dat het skyrmion zichzelf omkeerde.

Om een ​​skyrmion te genereren, de onderzoekers creëerden een ijzergermanideschijf (met behulp van ionenstraalfrezen en gasinjectie gevolgd door etsen) met een diameter van 160 nanometer en een dikte van 90 nanometer. Vervolgens gebruikten ze elektronenholografie om aan te tonen dat er een skyrmion bestond in het midden van de schijf die ze hadden gemaakt. Ze ontdekten ook dat het buitenste deel van de schijf elektronenspins bevatte die een magnetisch veld creëerden dat tegengesteld was aan dat van het skyrmion. Nadere studie van de structuur die ze creëerden, toonde aan dat deze twee configuraties met de laagste grondtoestand had:één met het skyrmion dat met de klok mee draait (met de spins naar boven gericht), de andere tegen de klok in (met de spins naar beneden). de skyrmion, ze vonden ook, zou kunnen verschuiven tussen de twee toestanden door tijdelijk een magnetisch veld van slechts 200 millitesla aan te leggen. De stabilisatie, suggereren de onderzoekers, treedt op vanwege het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de buitenste ring van de schijf

Door op te merken dat de skyrmion snel en gemakkelijk heen en weer kan worden geschakeld, de onderzoekers suggereren dat de structuur kan worden toegepast in een vervanging voor conventionele geheugenapparaten, omdat het veel kleiner is dan de ferromagnetische die nu in gebruik is. Ze wijzen ook op de mogelijkheid om ze te gebruiken om logische poorten te maken. Technieken voor het vereenvoudigen en industrialiseren van het proces van het maken van de schijven zouden moeten worden ontwikkeld voordat dergelijke toepassingen worden geïmplementeerd, echter.

© 2017 Tech Xplore