UNSW-materiaalwetenschappers hebben een nieuw licht geworpen op een veelbelovende nieuwe manier om informatie op te slaan en te verwerken in computers en elektronische apparaten die de energie die nodig is om onze digitale levensstijl in stand te houden aanzienlijk zou kunnen verminderen.

Skyrmion, die kan worden omschreven als 'werveling'-vormige magnetische texturen op nanoniveau, zijn de afgelopen jaren aangemerkt als kanshebbers voor een efficiëntere manier om informatie op te slaan en te verwerken. Een van hun voordelen is dat ze in de loop van de tijd een soort ingebouwde verbeterde stabiliteit hebben, opgeslagen informatie niet-vluchtig en langer 'levend' maken. Tot nu toe, informatie in computers wordt verwerkt door dynamisch geheugen, die minder stabiel is en daarom meer energie nodig heeft om te onderhouden.

Volgens onderzoekers van UNSW Science, die ook samenwerkte met onderzoekers van Brookhaven National Laboratory in de VS en de Universiteit van Auckland, het potentieel van wat zij "skyrmion-roostermanipulatie" noemen om het energieverbruik in de elektronica te verlagen, is een aantrekkelijk alternatief.

"We onderzoeken magnetische 'wervelingen' op nanoschaal, skyrmionen genaamd, in een nieuw oxidemateriaal, Te-gedoteerde Cu ₂ OSeO ₃ , ", zegt professor Jan Seidel van UNSW's School of Materials Science and Engineering.

"We laten zien hoe deze skyrmionen zich vormen en transformeren in dunne films van het materiaal met toegepast magnetisch veld, temperatuur en als functie van de materiaalsamenstelling. We onderzoeken vooral dunne films van het materiaal, slechts een paar honderd atomen dik.

"Dunne films in één fase, skyrmion-gastheermaterialen zijn tot nu toe zelden onderzocht, maar ze zijn een vereiste voor toekomstige nano-elektronica-toepassingen."

Om te laten zien hoe skyrmion-roostermanipulatie kan worden bereikt, de groep heeft een pad vrijgemaakt voor de ontwikkeling van skyrmion nano-elektronische circuits in de toekomst.

"Ons werk is spannend, omdat Lorentzmicroscopie een van de weinige beschikbare methoden is om skyrmionen direct te zien, en stelt ons zelfs in staat om films te maken over hun dynamische gedrag, ' zegt professor Seidel.

De groep van professor Seidel zal vervolgens onderzoeken hoe individuele skyrmionen in dit materiaal kunnen worden gecontroleerd. Ze zullen ook andere dopingelementen en -verhoudingen bestuderen om hun invloed op de eigenschappen van skyrmion beter te begrijpen.