Met behulp van micromagnetische simulatie, wetenschappers hebben de magnetische parameters en bedrijfsmodi gevonden voor de experimentele implementatie van een snelle racetrack-geheugenmodule die draait op spinstroom, het dragen van informatie via skyrmonium, die meer gegevens kan opslaan en sneller kan uitlezen. De resultaten zijn gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

Wetenschappers van het Laboratory for Thin Film Technologies van de School of Natural Sciences van de Far Eastern Federal University (FEFU), en South Ural State University (SUSU) hebben de stabiliteit van skyrmionium in een magnetisch materiaal onderzocht en hebben voorgesteld het te gebruiken om een ​​nieuw type racetrack-geheugen te bouwen (domeinmuurgeheugen). Dergelijke geheugenapparaten zijn voorgesteld op basis van de magnetische configuratie van een skyrmion - een topologisch stabiel, vortex-achtige spinconfiguratie. Skyrmionium is veelbelovender gebleken voor informatieopslag.

Racetrack-geheugen biedt mogelijk meer gegevensopslagruimte dan moderne USB-flashstations en HDD's. Ook, de lees-/schrijfsnelheid van gegevens en de levensduur van de opslag zouden in dergelijke apparaten aanzienlijk worden verhoogd.

"We hebben een uitgebreide studie van de kiemvorming uitgevoerd, bewegings- en vernietigingsprocessen van skyrmionium onder invloed van spinstroom. Dit stelt ons in staat om de processen van opname, opslaan en lezen van informatie in magnetisch geheugen. Door de magnetische parameters van het systeem en de stroomdichtheid te variëren, het is mogelijk om verschillende data lees-/schrijfsnelheden en bitdichtheid te verkrijgen. Ook, topologische kenmerken van skyrmionium stellen ons in staat om de gegevensregistratiedichtheid aanzienlijk te verhogen. We onderzochten de impact van de spinstroom op de stabiliteit van skyrmionium om de technologische voorwaarden en werkingsmodi van ons geheugen te bepalen. belangrijk, in skyrmionium, werd het mogelijk om skyrmion-inherente beperkingen te overwinnen, vooral het Magnus-effect, wat leidt tot gegevensverlies in skyrmions." zei co-auteur Alexander Kolesnikov, onderzoeker van Laboratorium voor Thin Film Technologies, FEFU.

De wetenschapper besprak skyrmionium-kiemvorming op basis van het principe van nanofabricage, waardoor het moeizame proces van het installeren van extra nanocontacten in de magnetische module wordt vermeden. Dus, de unieke productietechnologie van racetrack-geheugenapparaten, voorgesteld door wetenschappers van FEFU en SUSU, is eenvoudiger en goedkoper dan de technologieën van andere onderzoekers.

Om de racetrack-geheugenmodules te fabriceren, de wetenschappers suggereren een sandwichconcept. Een zwaar metaal (platina, ruthenium, tantaal, enz.) is bedekt met een dunne ferromagnetische laag van ongeveer een nanometer dik, die op zijn beurt is bedekt met een andere laag zwaar metaal om oxidatie van de ferromagneet te voorkomen.

Op Skyrmionium gebaseerd geheugen heeft geen externe energiebronnen nodig. De racetrack-geheugenschijf zal de gegevens voor een lange tijd opslaan, zelfs als de computer niet is aangesloten op de voeding. Ook, het aantal schrijfcycli is niet beperkt. Dat onderscheidt de magnetische racetrack-geheugentechnologie van SSD-technologie, die energiegerelateerd is en een eindig aantal herschrijfcycli heeft.

Racetrack-geheugen (domain-wall-geheugen) is een type niet-vluchtig geheugen dat werkt volgens het principe van magnetische domeinen, die stabiele magnetische toestanden zijn in de nanotracks aangedreven door een spinstroom. De magnetisatie in het domein kan wisselen tussen twee standen, bijvoorbeeld, omhoog en omlaag. Dit maakt het mogelijk om binaire code te schrijven door reeksen van nul en één af te wisselen.