Usando simulação micromagnética, cientistas descobriram os parâmetros magnéticos e modos de operação para a implementação experimental de um módulo de memória de pista rápida que funciona com corrente de spin, transportando informações via skyrmionium, que pode armazenar mais dados e lê-los mais rápido. Os resultados são publicados em Relatórios Científicos .

Cientistas do Laboratório de Tecnologias de Filmes Finos da Escola de Ciências Naturais da Universidade Federal do Extremo Oriente (FEFU), e a South Ural State University (SUSU) investigaram a estabilidade do skyrmionium em um material magnético e sugeriram usá-lo para construir um novo tipo de memória de pista de corrida (memória de parede de domínio). Tais dispositivos de memória foram propostos com base na configuração magnética de um skyrmion - um topologicamente estável, configuração de rotação semelhante a vórtice. Skyrmionium revelou-se mais promissor para o armazenamento de informações.

A memória da pista de corrida oferece potencialmente mais espaço de armazenamento de dados do que as modernas unidades flash USB e HDDs. Também, a velocidade de leitura / gravação de dados e a vida útil do armazenamento aumentariam significativamente em tais dispositivos.

“Fizemos um estudo abrangente da nucleação, processos de movimento e aniquilação de skyrmionium sob a influência da corrente de spin. Isso nos permite organizar os processos de gravação, armazenamento e leitura de informações na memória magnética. Variando os parâmetros magnéticos do sistema e a densidade de corrente, é possível obter diferentes velocidades de leitura / gravação de dados e densidade de bits. Também, as características topológicas do skyrmionium nos permitem aumentar significativamente a densidade de registro de dados. Investigamos o impacto da corrente de spin na estabilidade do skyrmionium para determinar as condições tecnológicas e os modos de operação de nossa memória. Mais importante, no skyrmionium, tornou-se possível superar as limitações inerentes ao skyrmion, particularmente o efeito Magnus, o que leva à perda de dados em skyrmions ", disse o co-autor Alexander Kolesnikov, pesquisador do Laboratory for Thin Film Technologies, FEFU.

O cientista discutiu a nucleação do skyrmionium com base no princípio da nanofabricação, o que evita o laborioso processo de instalação de nanocontatos adicionais no módulo magnético. Assim, a tecnologia de produção exclusiva de dispositivos de memória racetrack, proposto por cientistas da FEFU e SUSU, é mais simples e barato do que as tecnologias de outros pesquisadores.

Para fabricar os módulos de memória racetrack, os cientistas sugerem um conceito de sanduíche. Um metal pesado (platina, rutênio, tântalo, etc.) é coberto com uma fina camada ferromagnética com cerca de um nanômetro de espessura, que por sua vez é coberto com outra camada de metal pesado para evitar a oxidação do ferromagneto.

A memória baseada em skyrmionium não requer fontes externas de energia. O disco de memória da pista de corrida armazenará os dados por um longo tempo, mesmo se o computador não estiver conectado à fonte de alimentação. Também, o número de ciclos de gravação não é limitado. Isso distingue a tecnologia de memória de pista magnética da tecnologia SSD, que está relacionado à energia e tem um número finito de ciclos de reescrita.

A memória Racetrack (memória de parede de domínio) é um tipo de memória não volátil que trabalha com o princípio de domínios magnéticos, que são estados magnéticos estáveis ​​nas nanotracks impulsionados por uma corrente de spin. A magnetização no domínio pode alternar entre duas posições, por exemplo, para cima e para baixo. Isso permite escrever código binário alternando sequências de zero e um.