De acordo com um artigo publicado na Nature Communications , pesquisadores liderados pelo Prof. Du Haifeng dos Institutos Hefei de Ciências Físicas (HFIPS) da Academia Chinesa de Ciências, juntamente com o Prof. Wang Weiwei e o Prof. Song Dongsheng da Universidade de Anhui, e o Prof. Znag Jiadong da Universidade de Nova Hampshire, EUA, realizaram a manipulação integrada de skyrmions magnéticos por correntes elétricas, incluindo escrita, apagamento e endereçamento de skyrmions únicos em uma nanofaixa de CoZnMn à temperatura ambiente.
"Ele fornece a base principal para a construção de memórias de pista baseadas em skyrmion", disse Du.

Desde que o protótipo de memória de pista de corrida baseada em skyrmion foi proposto pela primeira vez em 2013, o skyrmion magnético tem sido considerado um portador de dados promissor para a construção de dispositivos spintrônicos topológicos, skyrmion magnético, uma textura topológica não trivial tipo vórtice. No entanto, as operações de skyrmions usando o torque de transferência de spin induzido por corrente em ímãs quirais em massa progrediram muito lentamente na última década, pois as três operações de escrever, apagar e endereçar skyrmions e sua integração em um único microdispositivo permanecem ausentes. .

Nesta pesquisa, os cientistas projetaram e fabricaram um chip personalizado para experimentos in-situ de microscopia eletrônica de transmissão de Lorentz (TEM). Com base nesse chip, a fabricação do microdispositivo TEM foi totalmente compatível com o método convencional de levantamento de feixe de íons de foco, tornando todo o processo eficiente.

Além disso, eles aprenderam com a experiência anterior na preparação de amostras por focagem de feixe de íons e prepararam dispositivos nanoestruturados de CoZnMn com espessura uniforme e superfície plana. Um entalhe com o tamanho de ~280 nm na borda foi projetado para ser comparável ao tamanho de um único skyrmion magnético em CoZnMn (~110 nm).

Um pulso de corrente de nanossegundos foi introduzido para manipular os skyrmions magnéticos. Ao controlar a largura de pulso e a densidade de corrente, eles conseguiram a geração gradual e o movimento de skyrmions magnéticos.

Além disso, eles descobriram que os skyrmions poderiam ser eliminados ao redor do entalhe controlando a direção da corrente elétrica.

Por fim, o controle elétrico integrado de criação, aniquilação e deslocamento de skyrmions magnéticos foi realizado em um dispositivo, demonstrando as funções básicas de escrita, apagamento e endereçamento de dados.

A densidade de corrente crítica foi quase uma ou duas ordens de magnitude menor do que para manipular paredes de domínio magnético convencionais, demonstrando o baixo poder das memórias de pista baseadas em skyrmion, de acordo com o Prof. Du.

Esses resultados têm aplicações para memória baseada em skyrmion ou dispositivos lógicos, de acordo com a equipe. + Explorar mais

Cientistas manipulam com sucesso um único skyrmion à temperatura ambiente