이제 나노기술 - 보도 자료: 과학자들이 열을 사용하여 Skyrmions와 Antiskyrmions 간의 변환을 생성합니다

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요약 :
에너지 소비가 낮은 새로운 스핀트로닉스 장치 개발에 도움이 될 수 있는 실험에서 RIKEN의 연구원과 공동 연구자는 열과 자기장을 사용하여 스핀 텍스처(자기 소용돌이 및 스커미온 및 반스커미온으로 알려진 반와류) 사이의 변환을 얇은 단결정에서 생성했습니다. 플레이트 장치. 중요한 것은 실온에서 이를 달성했다는 것입니다.

과학자들은 열을 사용하여 skyrmions와 antiskyrmions 간의 변형을 만듭니다.

일본 와코 | 게시일: 12년 2024월 XNUMX일

재료 내 전자의 스핀과 관련된 특수 자성 물질 내에 존재하는 텍스처인 스커미온(Skyrmions)과 반스커미온(AntiSkyrmions)은 “스커미온” 역할을 하는 차세대 메모리 소자 등에 활용될 수 있어 활발한 연구가 진행되고 있는 분야이다. 1" 비트, 대공격은 "0" 비트입니다. 과거에 과학자들은 다양한 방법으로 그것들을 움직일 수 있었고, 전류를 사용하여 그것들 사이에 변형을 일으킬 수 있었습니다. 그러나 현재 전자 장치는 전력을 소비하고 폐열을 생성하기 때문에 RIKEN 신흥 물질 과학 센터의 Xiuzhen Yu가 이끄는 그룹의 연구원들은 열 구배를 사용하여 변환을 생성할 수 있는 방법을 찾을 수 있는지 알아보기로 결정했습니다.

Yu에 따르면, “발전소, 자동차, 소각로, 공장에서 생산되는 에너지의 약 3분의 2가 열로 낭비되기 때문에 우리는 이전에 수행되었던 스커미온과 안티스카리미온 사이의 변환을 시도하는 것이 중요하다고 생각했습니다. 전류를 사용하고 열을 사용합니다.”

Nature Communications에 발표된 연구를 수행하기 위해 연구진은 매우 정밀한 제조 시스템인 집속 이온 빔을 사용하여 철로 구성된 벌크 단결정 자석(Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P에서 마이크로 장치를 만들었습니다. 니켈, 팔라듐 및 인 원자를 분석한 다음 매우 작은 규모로 재료의 자기 특성을 검사하는 고급 방법인 로렌츠 주사 현미경을 사용했습니다.

그들이 발견한 것은 온도 구배가 자기장과 동시에 결정에 적용되었을 때, 실온에서 그 안에 있는 반스커미온이 먼저 비위상적 기포(스커미온과 반스커미온 사이의 일종의 전이 상태)로 변환된 다음 스커미온으로 변환되었다는 것입니다. , 온도 구배가 증가함에 따라. 그런 다음 열 구배가 제거된 경우에도 스커미온으로 안정적인 구성을 유지했습니다.

이는 이론적 기대와 일치하는 발견이었지만 두 번째 발견은 그룹을 놀라게 했습니다. Yu 그룹의 박사후 연구원인 Fehmi Sami Yasin에 따르면, "우리는 자기장이 가해지지 않았을 때 열 구배로 인해 스커미온에서 반스커미온으로 변환되었으며, 이는 물질 내에서도 안정적으로 유지된다는 사실에 놀랐습니다."

“이것에 대해 매우 흥미로운 점은 기본적으로 폐열을 사용하여 열 구배를 사용하여 자기장이 적용되는지 여부에 따라 스커미온과 반스커미온 간의 변환을 유도할 수 있다는 것입니다. 실온에서 이 작업을 수행할 수 있다는 점은 특히 중요합니다. 이는 폐열을 활용하는 비휘발성 메모리 장치와 같은 새로운 유형의 정보 저장 장치로의 길을 열 수 있습니다.”

Yu에 따르면, “우리는 그의 발견에 대해 매우 기쁘게 생각하며, 실제 열스핀트로닉 및 기타 스핀트로닉스 장치를 구축하는 것을 목표로 반스카미온 운동의 열 제어를 포함하여 새롭고 더 효율적인 방식으로 스커미온과 반스카미온을 조작하는 연구를 계속할 계획입니다. 우리의 일상생활에서 사용될 수 있는 것입니다. 더 나은 장치를 만들기 위해서는 다양한 장치 설계와 기하학적 구조를 철저하게 탐구해야 합니다.”

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연락처 :
젠스 윌킨슨
理研
사무실 : 81-484-621-424

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