«Комнатные» скирмионы — будущее компьютерной памяти

Физики Калифорнийского университета (UC Davis) и Национального института стандартов и технологий (NIST) смогли получить при комнатной температуре экзотические вращающиеся объекты, известные как «магнитные скирмионы», и ранее наблюдавшиеся только вблизи абсолютного нуля.

«Это новый потенциальный способ хранения информации с исчезающие малыми ожидаемыми затратами энергии», — утверждает Кай Лю (Kai Liu), профессор физики в UC Davis и один из авторов статьи, вышедшей вчера в Nature Communications.

Скирмионы были теоретически предсказаны более полувека назад, а открыты лишь в 2009 г. как хиральные структуры магнитных моментов в присутствии сильного внешнего магнитного поля в материалах, охлаждённых почти до абсолютного нуля.

Интересной особенностью скирмионов является их топологическая защищенность: их нельзя вернуть в состояние с одинаково ориентированными моментами путём непрерывной деформации. Как результат, они могут хранить информацию значительно более эффективно, чем любые современные технологии памяти.

Вместе с аспирантом, Дастином Джильбертом (Dustin Gilbert), Лю разработал метод наносинтеза вихреподобных скирмионов (так называемых, скирмионов Блоха) при комнатной температуре. Они создали узор из магнитных наноточек, диаметром примерно полмикрона каждая, на многослойной плёнке с магнитными моментами, ориентированными по нормали к её плоскости. Затем, ионным пучком, они воздействовали на интерфейс между точками и плёнкой, что позволило «копировать» магнитные моменты точек на плёнку.

Анализируя рассеяние нейтронов в сочетании с магнитной визуализацией, ученые смогли получить убедительные доказательства существования групп стабильных спиральных скирмионов под наноточками при комнатной температуре. Это открытие позволит существенно упростить будущие исследования свойств скирмионов и разработку практических приложений с их применением, в частности, энергонезависимой магнитной компьютерной памяти.