Магнитные квазичастицы впервые рассмотрели под микроскопом

Магнитный скирмион это наименьшее возможное возмущение поля однородного магнита: точечная область инвертированной намагниченности, окруженная вращающимся спиновым вихрем. Скирмионы являются квазичастицами — они не существуют в отсутствии магнитного состояния и относятся к области электродинамики, которая не может быть элементарно описана уравнениями Максвелла. Такие частицы очень удобны для переноса информации: их размеры (дистанция, на которой намагниченность приобретает фоновую поляризацию) не превышают нескольких нанометров, они очень стабильны и эффективно управляются спин-поляризованными токами.

Никлас Ромминг (Niklas Romming) и его коллеги из Гамбургского университета визуализировали внутреннюю структуру магнитных скирмионов в бислойной металлической пленке PdFe, используя магниточувствительную методику сканирующей туннельной микроскопии. Высокое пространственное разрешение этой техники позволило исследователям подтвердить соответствие размеров и формы этих квазичастиц их теоретическим оценкам.

Работа команды Ромминга, описанная в публикации журнала Physical Review Letters, свидетельствует, что существующие теории могут служить основой для микромагнитного проектирования скирмионных устройств, предназначенных для хранения и обработки информации в беспрецедентно малых пространственных масштабах (порядка размера атома) и с ничтожными энергозатратами. Результаты исследования также демонстрируют высокую стабильность скирмионов — они способны выдерживать противоположно ориентированное поле до 3 тесла.

До последнего времени скирмионы наблюдались только в сильно охлажденных средах (эксперименты гамбургских ученых велись при 4,2 K), однако совсем недавно они были обнаружены в магните при комнатной температуре, что делает возможные практические приложения гораздо более реальными.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI