Нанотехнологии сейчас - Пресс-релиз: Ученые используют тепло для создания преобразований между скирмионами и антискирмионами

Переиздано Платоном

Читают: 0

Главная > Нажмите > Ученые используют тепло для создания трансформаций между скирмионами и антискирмионами

Абстрактные:
В эксперименте, который может помочь в разработке новых устройств спинтроники с низким энергопотреблением, исследователи из RIKEN и его коллеги использовали тепло и магнитные поля для создания преобразований между спиновыми текстурами — магнитными вихрями и антивихрями, известными как скирмионы и антискирмионы — в тонком монокристалле. пластинчатое устройство. Важно отметить, что они добились этого при комнатной температуре.

Ученые используют тепло для трансформации между скирмионами и антискирмионами

Вако, Япония | Опубликовано 12 января 2024 г.

Скирмионы и антискирмионы, которые представляют собой текстуры, существующие в специальных магнитных материалах, включающие вращение электронов в материале, являются активной областью исследований, поскольку их можно использовать, например, для устройств памяти следующего поколения, где скирмионы будут действовать как « 1» бит, а антискирмионы — «0». В прошлом учёным удавалось перемещать их различными способами и осуществлять трансформации между ними с помощью электрического тока. Однако, поскольку современные электронные устройства потребляют электроэнергию и выделяют тепло, исследователи из группы под руководством Сючжэня Юя из Центра исследований новых веществ RIKEN решили посмотреть, смогут ли они найти способ создания преобразований с использованием тепловых градиентов.

По словам Ю, «поскольку примерно две трети энергии, производимой электростанциями, автомобилями, мусоросжигательными заводами и заводами, тратится в виде тепла, мы подумали, что было бы важно попытаться создать трансформации между скирмионами и антискайримионами, что уже было сделано ранее. используя электрический ток — используя тепло».

Для проведения исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, исследователи использовали сфокусированный ионный луч — чрезвычайно точную систему изготовления — для создания микроустройства из объемного монокристаллического магнита (Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P, состоящего из железа, атомы никеля, палладия и фосфора, а затем применили сканирующую микроскопию Лоренца — передовой метод исследования магнитных свойств материалов в очень малых масштабах.

Они обнаружили, что когда к кристаллу прикладывался температурный градиент одновременно с магнитным полем, при комнатной температуре, антискирмионы внутри него превращались сначала в атопологические пузыри — своего рода переходное состояние между скирмионами и антискирмионами — а затем в скирмионы. , поскольку градиент температуры увеличился. Затем они оставались в стабильной конфигурации как скирмионы, даже когда термический градиент был устранен.

Этот вывод соответствовал теоретическим ожиданиям, но второй результат удивил группу. По словам Фехми Сами Ясина, постдокторанта из группы Ю: «Мы были удивлены, обнаружив, что, когда магнитное поле не прикладывалось, тепловой градиент приводил к трансформации скирмионов в антискирмионы, которые также оставались стабильными внутри материала».

«Что очень интересно в этом, — продолжает он, — так это то, что это означает, что мы можем использовать температурный градиент — в основном используя отходящее тепло — для управления преобразованием между скирмионами и антискирмионами, в зависимости от того, приложено магнитное поле или нет. Особенно важно, что нам удалось сделать это при комнатной температуре. Это может открыть путь к новому типу устройств хранения информации, таким как устройства энергонезависимой памяти, использующие отходящее тепло».

По словам Ю, «мы очень воодушевлены его открытием и планируем продолжить нашу работу по манипулированию скирмионами и антискимионами новыми и более эффективными способами, включая тепловой контроль движения антискирмионов, с целью создания реальных термоспинтронных и других устройств спинтроники. которые можно было бы использовать в нашей повседневной жизни. Чтобы создавать более совершенные устройства, нам необходимо тщательно изучить различные конструкции и геометрии устройств».

####

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, нажмите здесь

Контактная информация:
Йенс Уилкинсон
RIKEN
Офис: 81-484-621-424

Авторское право © РИКЕН

Если у вас есть комментарий, пожалуйста Контакты нас.

Издатели новостных выпусков, а не 7th Wave, Inc. или Nanotechnology Now, несут единоличную ответственность за точность содержания.

Закладка: