Управляемые нановихри приближают появление скирмионной памяти
Статья, опубликованная в Nature Materials группой учёных корейского Института фундаментальных наук (IBS) и Китайского научно-технического университета, сообщает об открытии контролируемых магнитных вихрей (скирмионов) нанометрового масштаба, которые могут иметь потенциальное применение в накопителях данных следующих поколений.
К настоящему времени в лабораториях было продемонстрировано множество систем скирмионов, но получение пригодных для практического использования скирмионов — управляемых и достаточно миниатюрных — представляет серьёзную проблему.
В новой работе было установлено, что скирмионы с диаметром менее 100 нм спонтанно образуются в сверхтонком материале, состоящем из двух слоёв — титаната бария (BaTiO3) и рутената стронция (SrRuO3).
При охлаждении ниже 160 кельвин, рутенат стронция становится ферромагнитным, то есть, его спины выстраиваются параллельно. В двухслойной конфигурации, особое магнитное взаимодействие закручивает эти спины и порождает магнитные скирмионы. Эти вихревые структуры наблюдались экспериментально при температурах менее 80 кельвин с помощью магнитно-силового микроскопа.
Манипулируя ферроэлектрической поляризацией слоя титаната бария, исследователи смогли изменять плотность и термодинамическую стабильность полученных скирмионов. Эти изменения были энергонезависимыми и обратимыми.
«Магнитные скирмионы и ферроэлектричество это две важные темы исследований в физике конденсированных сред, которые обычно изучаются отдельно, но мы объединили их, — объясняет Линфей Ван (Lingfei Wang), первый автор статьи. — Эта корреляция предоставляет идеальную возможность соединить высокую контролируемость широкоиспользуемых ферроэлектрических устройств с превосходными преимуществами скирмионов в запоминающих и логических устройствах следующего поколения».