Поведением скирмионов научились управлять при комнатной температуре

Технологии

ТАСС, 24 ноября. Японские физики создали магнитный материал, поведением скирмионов внутри которого можно управлять даже при комнатной температуре. Благодаря этому можно будет создавать дешевые системы хранения данных для спиновых и квантовых компьютеров. Описание работы опубликовал научный журнал Nature Communications.

На эту темуСкирмионы упаковали в мешок. Такие «мешки» нашли в жидких кристаллах, а в металлических пленках лишь смоделировали

"Мы впервые использовали для манипулирования свойствами одиночных скирмионов при комнатной температуре электрический ток. Результаты этих опытов открывают дорогу для использования этих квазичастиц в спиновой электронике", – рассказал один из авторов работы, научный сотрудник Института RIKEN (Япония) Пэн Лицун.

Скирмионы – это квазичастицы, которые по форме и структуре похожи на миниатюрный магнитный вихрь. Его центр заряжен отрицательно, а края – положительно. Скирмионы очень стабильны, благодаря чему их можно использовать в качестве долговечных и экономичных ячеек памяти для спиновых и квантовых компьютеров.

За последние годы ученые открыли множество способов создания двумерных аналогов скирмионов внутри разных магнитных материалов. Благодаря этому можно создавать новые типы запоминающих устройств, однако прогрессу в этой области мешало отсутствие четкого понимания всех свойств скирмионов и необходимость охлаждать магнитные материалы до крайне низких температур.

Пэн Лицун и его коллеги сделали большой шаг к решению второй проблемы. Они создали магнитный материал на основе кобальта, цинка и марганца. Благодаря особенностям внутреннего устройства этого соединения внутри тонких пластинок из него скирмионы могут возникать и достаточно долго существовать при комнатной температуре.

Дело в том, что если приложить к этому материалу даже очень слабое внешнее магнитное поле, благодаря квантовым взаимодействиям между отдельными атомами внутри него спонтанно образуется  огромное количество миниатюрных скримионов, объединенных в решеткообразную структуру. Ученые заинтересовались, можно ли заставить эти магнитные вихри двигаться и менять свои свойства.

Читать:   Публикацию ученых из России и Бельгии о ферроптозе признали лучшей по иммунотерапии рака

Оказалось, что положением в пространстве и некоторыми другими свойствами отдельных скирмионов действительно можно управлять, если присоединить к этому материалу электроды, вырабатывающие очень короткие, но мощные импульсы электрического тока. Это позволяет использовать скирмионы для хранения и обработки информации.

Также ученые измерили некоторые ключевые свойства скирмионов, в том числе скорость их движения, и проследили, как они переходят из одного состояния в другое. Эти сведения, как надеются физики, ускорят разработку новых типов электроники на основе скирмионов.

Источник: tass.ru

Оцените статью
Экономические новости