Новый способ хранения и обработки данных предлагают скирмионы

Стабильные магнитные завихрения размерами всего несколько нанометров, которые возникают в тонких магнитных плёнках, как оказалось, могут найти применение в новом поколении технологий обработки и хранения информации.

Главное условие для осуществления этого — возможность индивидуально контролировать скирмионы, ведущие себя подобно мельчайшим частицам. До сих пор такой контроль удавалось продемонстрировать только для очень редкого и экзотического класса материалов, в которых важную роль играло необычное антисимметричное межспиновое обменное взаимодействие Дзялошинского-Мория (DMI).

Согласно информации, опубликованной в Nature Communications, международный коллектив исследователей из Ирландии, Швеции, Швейцарии и Китая установил, что скирмионы можно динамически стабилизировать в сверхтонких плёнках их собственным прецессионным движением без применения DMI. Это достижение открывает для потенциального использования в будущих информационных технологиях многие ранее непригодные для этого материалы.

«Базируясь на комплексных численных симуляциях и аналитической теории, мы рассматривали создание скирмионов в зонах наноконтакта, где спин-поляризованный ток вводился в тонкую плёнку, давая импульс его магнитным моментам», заявил профессор Ганс-Бенджамин Браун (Hans-Benjamin Braun) из Университетского Колледжа в Дублине (Ирландия). Он разработал аналитическую теорию и руководил исследованием вместе с профессором Йоханом Акерманом (Johan Åkerman) из Гётеборгского университета (Швеция).

«Полученные нами результаты показывают, как в области наноконтакта можно создавать и поддерживать динамические скирмионы, а также манипулировать ими, — добавил он. — Как квазичастицы, их можно транспортировать между двумя довольно отдаленными друг от друга наноконтактами даже при полном отсутствии DMI».

Профессор Акерман обращает особое внимание на то, что динамические скирмионы являются мощным источником микроволнового излучения. «Их выходная мощность на порядки величины больше, чем у обычных прецессионных спиновый осцилляторов, а их частоту можно настраивать вводимым током, что делает их привлекательными для широкополосных приложений», — заявил он.

Обработка информации на базе спина будет требовать намного меньше энергии, чем электронная информатика. Это преимущество приобретает все большую актуальность с продолжающимся увеличением энергозапросов глобальной инфраструктуры ИТ.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI