Illustrazione schematica del dispositivo di memoria di pista basato su skyrmion. Credito:WEI Wensen
Secondo un documento pubblicato su Nature Communications , ricercatori guidati dal Prof. Du Haifeng dell'Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) dell'Accademia cinese delle scienze, insieme al Prof. Wang Weiwei e al Prof. Song Dongsheng dell'Università di Anhui, e al Prof. Znag Jiadong dell'Università di New L'Hampshire, negli Stati Uniti, ha realizzato la manipolazione integrata degli skyrmioni magnetici da parte di correnti elettriche, inclusa la scrittura, la cancellazione e l'indirizzamento di singoli skyrmioni in una nanostriscia CoZnMn a temperatura ambiente.
"Fornisce la base principale per costruire le memorie dei circuiti basati su Skyrmion", ha affermato Du.
Dal momento che il prototipo della memoria racetrack basata su skyrmion è stato proposto per la prima volta nel 2013, skyrmion magnetico è stato considerato un promettente supporto di dati per la costruzione dei dispositivi spintronici topologici, skyrmion magnetico, una trama di spin topologica non banale simile a un vortice. Tuttavia, le operazioni degli skyrmion che utilizzano la coppia di trasferimento di spin indotta dalla corrente in magneti chirali sfusi sono progredite molto lentamente nell'ultimo decennio poiché le tre operazioni di scrittura, cancellazione e indirizzamento degli skyrmion e la loro integrazione in un singolo micro-dispositivo rimangono mancanti .
In questa ricerca, gli scienziati hanno progettato e fabbricato un chip personalizzato per esperimenti in situ di microscopia elettronica a trasmissione Lorentz (TEM). Basato su un tale chip, la fabbricazione del microdispositivo TEM era totalmente compatibile con il metodo convenzionale di sollevamento del fascio ionico di messa a fuoco, rendendo l'intero processo efficiente.
Inoltre, hanno appreso dalla precedente esperienza nella preparazione di campioni mediante focalizzazione del fascio ionico e hanno preparato dispositivi nanostrutturati CoZnMn con spessore uniforme e superficie piana. Una tacca con una dimensione di ~280 nm sul bordo è stata progettata per essere paragonabile alla dimensione di un singolo skyrmion magnetico in CoZnMn (~110 nm).
È stata realizzata la manipolazione integrata degli skyrmioni magnetici da parte di correnti elettriche. Credito:WEI Wensen
È stato introdotto un impulso di corrente di nanosecondi per manipolare gli skyrmioni magnetici. Controllando la larghezza dell'impulso e la densità di corrente, hanno ottenuto la generazione e il movimento graduali di skyrmion magnetici.
A parte questo, hanno scoperto che gli skyrmion potevano essere eliminati attorno alla tacca controllando la direzione della corrente elettrica.
Alla fine, il controllo elettrico integrato della creazione, annientamento e spostamento degli skyrmioni magnetici è stato realizzato in un unico dispositivo, dimostrando le funzioni di base di scrittura, cancellazione e indirizzamento dei dati.
La densità di corrente critica era quasi uno o due ordini di grandezza inferiore a quella per la manipolazione delle pareti dei domini magnetici convenzionali, a dimostrazione della bassa potenza delle memorie racetrack basate su skyrmion, secondo il Prof. Du.
Questi risultati hanno applicazioni per dispositivi logici o di memoria basati su Skyrmion, secondo il team. + Esplora ulteriormente
