Nanoteknologia nyt - Lehdistötiedote: Tutkijat käyttävät lämpöä luodakseen muunnoksia Skyrmionien ja Antiskyrmionien välillä

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Koti > lehdistö > Tutkijat käyttävät lämpöä luodakseen muutoksia skyrmionien ja antiskyrmionien välillä

Tiivistelmä:
Kokeessa, joka voisi auttaa kehittämään uusia, vähän energiaa kuluttavia spintroniikkalaitteita, RIKENin tutkijat ja yhteistyökumppanit ovat käyttäneet lämpöä ja magneettikenttiä luodakseen muunnoksia spin-tekstuurien – magneettipyörteiden ja antipyörteiden, jotka tunnetaan nimellä skyrmions ja antiskyrmion – välille yksikideohuessa. levylaite. Mikä tärkeintä, he saavuttivat tämän huoneenlämmössä.

Tiedemiehet käyttävät lämpöä luomaan muutoksia skyrmionien ja antiskyrmionien välille

Wako, Japani | Julkaistu 12. tammikuuta 2024

Skyrmionit ja antiskyrmionit, jotka ovat erityisissä magneettisissa materiaaleissa olevia tekstuureja, joihin liittyy materiaalin elektronien spin, ovat aktiivinen tutkimusalue, koska niitä voitaisiin käyttää esimerkiksi seuraavan sukupolven muistilaitteissa, joissa skyrmionit toimivat " 1" bitti ja antiskyrmions "0" bitti. Aiemmin tiedemiehet ovat pystyneet liikuttamaan niitä monin eri tavoin ja luomaan muunnoksia niiden välille sähkövirralla. Koska nykyiset elektroniset laitteet kuluttavat sähköä ja tuottavat hukkalämpöä, ryhmän tutkijat, joita johti Xiuzhen Yu RIKEN Center for Emergent Matter Science -keskuksesta, päättivät selvittää, voisiko he löytää tavan luoda muunnoksia käyttämällä lämpögradientteja.

Yun mukaan "Koska noin kaksi kolmasosaa voimalaitosten, autojen, polttolaitosten ja tehtaiden tuottamasta energiasta menee hukkaan lämpönä, ajattelimme, että olisi tärkeää yrittää luoda muunnoksia skyrmionien ja antiskyrimionien välille - mitä on aiemmin tehty. käyttämällä sähkövirtaa - käyttämällä lämpöä."

Nature Communicationsissa julkaistun tutkimuksen suorittamiseksi tutkijat käyttivät fokusoitua ionisädettä – erittäin tarkkaa valmistusjärjestelmää – luodakseen mikrolaitteen yksikidemagneeteista (Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P, joka koostuu raudasta, nikkeli-, palladium- ja fosforiatomit, ja sitten käytettiin Lorentzin pyyhkäisymikroskoopia - edistynyt menetelmä materiaalien magneettisten ominaisuuksien tutkimiseen hyvin pienissä mittakaavassa.

He havaitsivat, että kun lämpötilagradienttia sovellettiin kiteen samanaikaisesti magneettikentän kanssa huoneenlämmössä, sen sisällä olevat antiskyrmionit muuttuivat ensin ei-topologisiksi kupliksi – eräänlaiseksi siirtymätilaksi skyrmionien ja antiskyrmionien välillä – ja sitten skyrmioneiksi. , kun lämpötilagradienttia nostettiin. Ne pysyivät sitten vakaassa konfiguraatiossa skyrmioneina, vaikka lämpögradientti oli eliminoitu.

Tämä oli teoreettisten odotusten mukainen havainto, mutta toinen löytö yllätti ryhmän. Yun ryhmän tutkijatohtorin Fehmi Sami Yasinin mukaan "Olimme yllättyneitä huomatessamme, että kun magneettikenttää ei käytetty, lämpögradientti johti muutokseen skyrmioneista antiskyrmioneiksi, jotka myös pysyivät vakaana materiaalin sisällä."

"Tässä on erittäin jännittävää", hän jatkaa, "se tarkoittaa, että voimme käyttää lämpögradienttia - periaatteessa hukkalämpöä käyttämällä - ajamaan muutosta skyrmionien ja antiskyrmionien välillä riippuen siitä, käytetäänkö magneettikenttää vai ei. On erityisen tärkeää, että pystyimme tekemään tämän huoneenlämmössä. Tämä voisi avata tien uudentyyppisille tiedontallennuslaitteille, kuten haihtumattomille muistilaitteille, jotka käyttävät hukkalämpöä."

Yun mukaan "Olemme erittäin innoissamme hänen löydöstään ja aiomme jatkaa työskentelyämme skyrmionejen ja antiskymionien manipuloimiseksi uusilla ja tehokkaammilla tavoilla, mukaan lukien antiskyrmion-liikkeen lämpöohjaus, tavoitteena rakentaa todellisia termospintroni- ja muita spintroniikkalaitteita. joita voisi käyttää jokapäiväisessä elämässämme. Jotta voimme tehdä parempia laitteita, meidän on tutkittava perusteellisesti erilaisia laitemalleja ja geometrioita."

####

Saat lisätietoja napsauttamalla tätä

Yhteydet:
Jens Wilkinson
RIKEN
Toimisto: 81-484-621-424

Jos sinulla on kommentteja, kiitos Ota yhteyttä meille.

Lehdistötiedotteiden liikkeeseenlaskijat, eivät 7th Wave, Inc. tai Nanotechnology Now, ovat yksin vastuussa sisällön oikeellisuudesta.

Kirjanmerkki: