Niemcy manipulują skyrmionami

[KopalniaWiedzy.pl 358]

Naukowcy z Uniwersytetu w Hamburgu są pierwszymi, którym udało się zapisać i usunąć pojedynczy skyrmion. W przyszłości osiągnięcie to można będzie wykorzystać do dalszej miniaturyzacji urządzeń pamięci masowej.

Skyrmiony to osobliwości punktowe, przypominające wiry struktury magnetyczne, które po raz pierwszy udało się bezpośrednio zaobserwować przed trzema laty, chociaż ich istnienie postulowane jest od ponad 20 lat.

Postępująca miniaturyzacja powoduje, że wkrótce magnetyczne nośniki danych osiągną kres swoich możliwości fizycznych. Obecnie dane są przechowywane w postaci magnetycznych bitów składających się z wielu atomów. Im mniejszy nośnik i im bardziej upakowane poszczególne bity, tym większe niebezpieczeństwo, że pola magnetyczne poszczególnych komórek z danymi będą na siebie wpływały i niszczyły zapisane informacje. Ponadto małe komórki magnetyczne są mniej odporne na wahania temperatury, co znane jest jako limit superparamagnetyczny. Sposobem na poradzenie sobie z tymi problemami może być wykorzystanie innych struktur magnetycznych, takich jak właśnie skyrmiony. Obecność lub brak skyrmionu może być interpretowane jako "1" i "0".

Zespół profesora Rolanda Wiesendangera z Hamburga wykorzystał dwuatomową warstwę skłądająca się z palladu i żelaza, którą umieszczono na krysztale irydu. Pod wpływem odpowiednio dobranego pola magnetycznego na próbce pojawił się skyrmion o średnicy kilku nanometrów. Można go było obserwować pod skaningowym mikroskopem elektronowym. Za pomocą niewielkiego prądu przepuszczanego przez końcówkę mikroskopu uczeni mogli tworzyć i usuwać skyrmion. Jako, że skyrmion objawia się jako typ ładunku, w którym momenty magnetyczne są skierowane do środka w jeden punkt, zapisanie i wymazanie skyrmiona polegało na manipulacji momentami magnetycznymi. W końcu opracowaliśmy system magnetycznym, który mogliśmy lokalnie przełączać pomiędzy zwykłym porządkiem ferromagnetycznym a złożoną konfiguracją spinów - stwierdziła doktor Kirsen von Bergmann.