Os físicos conseguiram um processo de comutação de magnetização robusto e confiável por deslocamento da parede de domínio sem quaisquer campos aplicados. O efeito é observado em minúsculos anéis permalloy assimétricos e pode abrir caminho para novos dispositivos de memória extremamente eficientes. Os resultados foram publicados em Revisão Física Aplicada , destacado como uma sugestão dos editores.

Para construir memórias magnéticas, elementos com dois estados de magnetização estáveis ​​são necessários. Candidatos promissores para tais elementos magnéticos são anéis minúsculos, tipicamente da ordem de alguns micrômetros, com magnetização no sentido horário ou anti-horário como os dois estados. Infelizmente, alternar entre esses dois estados requer um campo magnético circular que não é fácil de alcançar.

Mudança em nanorings assimétricos

Mas esse problema pode ser resolvido, conforme demonstrado por uma equipe de cientistas de várias instituições na Alemanha, incluindo Helmholtz-Zentrum Berlin:Se o buraco no anel estiver ligeiramente deslocado, tornando o anel mais fino de um lado, um simples, pulso de campo magnético uniaxial com duração de alguns nanossegundos pode alternar entre os dois possíveis "estados de vórtice" usados ​​para armazenamento de dados (sentido horário e anti-horário).

O pulso curto do campo magnético é suficiente

Os cientistas registraram a evolução temporal da dinâmica de magnetização do dispositivo no Maxymus-Beamline em BESSY II empregando microscopia de raios-X resolvida no tempo durante e após o pulso de campo magnético curto ter sido aplicado. Eles observaram como o pulso do campo magnético leva, em uma primeira etapa, a um "estado de cebola" intermediário no anel. Este estado é caracterizado por duas paredes de domínio, onde diferentes zonas de magnetização se encontram. Depois que o pulso de campo externo desapareceu, essas paredes de domínio se movem uma em direção à outra e se aniquilam, o que resulta em uma magnetização oposta estável do "estado de vórtice" do anel.

Processo muito rápido para spintrônica

"Nossas medições mostram automoção de parede de domínio com uma velocidade média de cerca de 60 m / s. Isso é muito rápido para dispositivos spintrônicos em campo aplicado zero", Dr. Mohamad-Assaad Mawass, autor principal da publicação em Revisão Física Aplicada , aponta. Mawass já trabalhou nesses experimentos para seu PhD na Johannes Gutenberg University Mainz (grupo do Prof. Kläui) em um projeto conjunto com o Instituto Max Planck para sistemas inteligentes em Stuttgart (Schütz-Department). Ele então continuou sua pesquisa como cientista pesquisador de pós-doutorado na linha de luz X-PEEM do HZB.

Detalhes do movimento da parede do domínio observado

Outra observação diz respeito ao efeito da natureza topológica detalhada das paredes no processo de aniquilação. De acordo com os resultados, esse efeito influencia a dinâmica apenas em uma escala local onde as paredes experimentam uma interação atrativa ou repulsiva, uma vez que ficam muito próximas umas das outras sem inibir a aniquilação das paredes pela automoção. "A inércia da parede de domínio e a energia armazenada, no sistema, permite que as paredes superem a fixação extrínseca local e a repulsão topológica entre DWs com o mesmo número de enrolamento ", disse Mawass." Acreditamos ter identificado um processo de comutação robusto e confiável por automoção de parede de domínio em anéis ferromagnéticos ", Estados de Mawass. "Isso pode abrir caminho para uma maior otimização desses dispositivos."