Utilizzando la simulazione micromagnetica, gli scienziati hanno scoperto i parametri magnetici e le modalità operative per l'implementazione sperimentale di un modulo di memoria da pista veloce che funziona con corrente di spin, trasportare informazioni tramite skyrmionium, che può memorizzare più dati e leggerli più velocemente. I risultati sono pubblicati in Rapporti scientifici .

Scienziati del Laboratorio per le tecnologie del film sottile della Scuola di Scienze Naturali dell'Università Federale dell'Estremo Oriente (FEFU), e la South Ural State University (SUSU) hanno studiato la stabilità dello skyrmionio in un materiale magnetico e hanno suggerito di utilizzarlo per costruire un nuovo tipo di memoria da pista (memoria a parete di dominio). Tali dispositivi di memoria sono stati proposti sulla base della configurazione magnetica di uno skyrmion, un dispositivo topologicamente stabile, configurazione di spin a vortice. Skyrmionium si è rivelato più promettente per l'archiviazione delle informazioni.

La memoria Racetrack offre potenzialmente più spazio di archiviazione dei dati rispetto alle moderne unità flash USB e HDD. Anche, la velocità di lettura/scrittura dei dati e la durata dell'archiviazione sarebbero notevolmente aumentate in tali dispositivi.

"Abbiamo condotto uno studio completo sulla nucleazione, processi di moto e annichilazione dello skyrmionio sotto l'influenza della corrente di spin. Questo ci permette di organizzare i processi di registrazione, memorizzare e leggere le informazioni nella memoria magnetica. Variando i parametri magnetici del sistema e la densità di corrente, è possibile ottenere velocità di lettura/scrittura dati e densità di bit differenti. Anche, le caratteristiche topologiche dello skyrmionium ci consentono di aumentare significativamente la densità di registrazione dei dati. Abbiamo studiato l'impatto della corrente di spin sulla stabilità dello skyrmionio per determinare le condizioni tecnologiche e le modalità di funzionamento della nostra memoria. È importante sottolineare che nello skyrmionio, è diventato possibile superare i limiti intrinseci dello skyrmion, in particolare l'effetto Magnus, che porta alla perdita di dati in skyrmions." ha detto il co-autore Alexander Kolesnikov, ricercatore del Laboratorio per le Tecnologie del Film Sottile, FFU.

Lo scienziato ha discusso della nucleazione di skyrmionio basata sul principio della nanofabbricazione, che evita il laborioso processo di installazione di nanocontatti aggiuntivi nel modulo magnetico. Così, l'esclusiva tecnologia di produzione dei dispositivi di memoria da pista, proposto da scienziati di FEFU e SUSU, è più semplice ed economico delle tecnologie di altri ricercatori.

Per fabbricare i moduli di memoria della pista, gli scienziati suggeriscono un concetto di sandwich. Un metallo pesante (platino, rutenio, tantalio, ecc.) è ricoperto da un sottile strato ferromagnetico di circa un nanometro di spessore, che a sua volta è ricoperto da un altro strato di metallo pesante per evitare l'ossidazione del ferromagnete.

La memoria a base di Skyrmionium non richiede fonti di energia esterne. Il disco di memoria della pista memorizzerà i dati per lungo tempo, anche se il computer non è collegato all'alimentazione. Anche, il numero di cicli di scrittura non è limitato. Ciò distingue la tecnologia di memoria da pista magnetica dalla tecnologia SSD, che è correlato all'energia e ha un numero finito di cicli di riscrittura.

La memoria da pista (domain-wall memory) è un tipo di memoria non volatile che funziona secondo il principio dei domini magnetici, che sono stati magnetici stabili nelle nanotracce guidate da una corrente di spin. La magnetizzazione nel dominio può passare tra due posizioni, Per esempio, su e giù. Ciò consente di scrivere codice binario alternando sequenze di zero e uno.