Разработана концепция трековой памяти на базе скирмиония

Используя метод микромагнитной симуляции, в Дальневосточном федеральном университете (FEFU) определили магнитные параметры и режимы работы экспериментального модуля быстрой трековой (racetrack) памяти, работающей на спиновом токе. Статья об этом опубликована в Scientific Reports.

Устройства, построенные на принципах трековой памяти, должны иметь гораздо более высокую плотность хранения данных, чем сегодняшние флэш-накопители, работать быстрее и обеспечивать более долгую сохранность записанной информации.

Ранее такую память предполагалось создать на базе скирмионов — топологически стабильных вихревых конфигураций спина. Однако скирмионы подвержены действию эффекта Магнуса (скирмионного эффекта Холла), который отклоняет их от продольного движения по дорожкам памяти с последующей аннигилляцией на их границах. Направление смещения определяется знаком топологического заряда, то есть для полной компенсации эффекта носитель должен обладать нулевым зарядом.

Именно это — отличительное свойство так называемого скирмиония, который предложили использовать авторы статьи. Данная вихревая структура стабилизируется в ферромагнитных плёнках и состоит из собственно скирмиона и окружающей его кольцевой доменной стенки с противоположным по знаку топологическим зарядом. Устойчивость скирмионию обеспечивают упругие силы магнитостатического отталкивания, действующие между центральным скирмионом и доменной стенкой.

Авторами разработан и новый, более простой способ производства трековой памяти, исключающий трудоёмкий этап введения наноконтактов в магнитный модуль. Слой тяжёлого металла (платины, рутения, тантала и т.п.) покрывается ферромагнитным слоем толщиной около нанометра, а сверху — ещё одним слоем тяжёлого металла, чтобы исключить окисление ферромагнита.

Память на базе скирмиония не нуждается во внешних источниках энергии, ничем не ограничено и количество циклов перезаписи. Оба этих аспекта выгодно отличают магнитную трековую память от устройств SSD.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365