Железо

Скирмионы могут обеспечить многоуровневую магнитную запись

Это топологически устойчивые магнитные образования, которые можно возбуждать в магнитных плёнках, а затем считывать их состояние. Мельчайшие магнитные вихревые структуры скирмионы (названы так в честь британского физика-теоретика Тони Скирми (Tony Skyrme), предсказавшего эту структуру в 60-х годах прошлого века) обещают стать основой магнитной памяти будущего. Это означает, что запись и чтение могут осуществляться предельно малыми токами. При этом запись и чтение происходят с использованием спиновых токов ― с помощью переноса момента вращения спина электронов. Также на поддержку магнитного вихря не требуется постоянного подвода питания, что ведёт к экономичной энергонезависимой памяти.

Условное изображение магнитного вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

Условное изображение магнитного вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

Более того, недавно британские и американские учёные нашли способ, каким образом можно в разы увеличить плотность записи с использованием скирмионов без особенных сложностей в виде уменьшения диаметра вихревых структур, что может привести к скорейшему воплощению научной мысли в коммерческий продукт. За последние несколько лет учёные в России и за рубежом пристально изучают поведение скирмионов и небезосновательно полагают, что эти структуры помогут значительно увеличить плотность магнитной записи.

Компьютерная модель «мешка скирмионов» (Бирмингемский университет)

Компьютерная модель «мешка скирмионов» (Бирмингемский университет)

Несомненно, «мешок» со скирмионами лучше, чем одиночный скирмион. Вместо традиционной двоичной записи, где 1 и 0 будет скирмион или его отсутствие, учёные из Бирмингемского университета, Бристоля и Колорадского университета в Боулдере представили комбинированную вихревую структуру, которую они назвали «мешком скирмионов» (skyrmion bag). Это прямой путь к увеличению плотности записи. Число скирмионов в мешке может быть любым, что позволит присвоить ему больше значений, чем 0 или 1. Нет нужды лишний раз напоминать, насколько быстро стал расширяться рынок флеш-накопителей после начала массового производства памяти NAND TLC с записью трёх бит в каждую ячейку. В определённой степени это сравнимо с многоуровневой записью в ячейку NAND-флеш.

Этапы воссоздания «мешка скирмионов» (Nature Physics)

Этапы воссоздания «мешка скирмионов» (Nature Physics)

Их американские коллеги воспроизвели явление на практике, хотя для запуска вихревых структур использовали жидкие кристаллы, а не магнитные структуры. Создание структуры «мешка скирмионов» учёные из Англии представили в виде абстрактной модели и воспроизвели явление в программе-симуляторе. Ждём переноса экспериментов на магнитные плёнки. Жидкие кристаллы, как известно, управляются магнитным полем, что позволяет использовать их для постановочных экспериментов для визуализации магнитных явлений.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть