Schema dell'apparato sperimentale per misure elettriche integrato in un MFM. Il blu (rosso) indica una forza attrattiva (repulsiva) sul cantilever MFM e quindi rivela la magnetizzazione nel campione. La forma del campione è la sua topografia effettiva misurata mediante microscopia a forza atomica. Credito: Nanotecnologia della natura (2018). DOI:10.1038/s41565-017-0044-4
Un team di ricercatori del CNRS, Thales e l'Université Paris-Saclay, tutti in Francia hanno rilevato per la prima volta un singolo skyrmion a temperatura ambiente. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nanotecnologia della natura , il gruppo descrive i loro sforzi, ciò che hanno ottenuto e le strade future degli sforzi di ricerca.
Cinque anni fa, un team dell'Università di Amburgo ha dimostrato per la prima volta che gli skyrmioni possono essere utilizzati per archiviare e cancellare i dati conservati su supporti magnetici. Ma per farlo, il supporto doveva essere a una temperatura molto fredda. In questo nuovo sforzo, i ricercatori in Francia hanno dimostrato che una delle parti importanti della memoria, la lettura di un'unità, è possibile a temperatura ambiente.
Gli skyrmioni sono un tipo di quasiparticella che esiste sulla superficie di un materiale magnetico. Sono stati descritti come vortici magnetici rotanti, e sono stati teorizzati per la prima volta più di 60 anni fa dal fisico Tony Skyrme, da cui il nome. Gli Skyrmion possono anche muoversi su una superficie, come un topo sotto un tappeto, che ha aumentato la possibilità di utilizzarli in dispositivi di archiviazione "memoria da pista" - sono particolarmente attraenti perché sono 10 volte più piccoli degli spazi ora utilizzati nei moderni dispositivi elettronici. Ma per le applicazioni pratiche, devono essere scrivibili, leggibile e cancellabile a temperatura ambiente:questo nuovo sforzo di ricerca si avvicina al raggiungimento del secondo.
Per garantire l'accuratezza dei loro risultati, il team ha utilizzato sia la misurazione elettrica concomitante che l'imaging magnetico utilizzando impulsi elettrici e rilevando la loro presenza misurando la loro resistività di Hall. Parte del lavoro consisteva nel garantire che uno skyrmion creato in un materiale potesse essere isolato, a tal fine, hanno usato la litografia a fascio di elettroni per creare una striscia di skyrmioni. Questo approccio ha permesso di modificare il numero di skyrmion creati, la loro larghezza e intensità, rendendo il compito di leggerne uno meno difficile.
Il team nota che il loro successo è solo un piccolo passo verso i dispositivi di memoria basati su skyrmion, ma suggeriscono che il loro lavoro offre la speranza di sviluppare un dispositivo effettivo in 10-15 anni.
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