Los imanes y los fenómenos magnéticos son la base de la gran mayoría del almacenamiento de datos moderno, y las escalas de medición para la investigación centrada en los comportamientos magnéticos continúan reduciéndose con el resto de la tecnología digital. Los skyrmions, por ejemplo, son una especie de nanomagnet, compuestos de un giroconjunto de electrones correlacionados que actúan como un imán topológico en ciertas superficies microscópicas. Las propiedades precisas, como la orientación del giro, de tales nanoimanes pueden almacenar información. Pero, ¿cómo podría mover o manipular estos nanoimanes a voluntad para almacenar los datos que desea?
Una nueva investigación de una colaboración entre Alemania y Estados Unidos ahora demuestra tal capacidad de lectura / escritura utilizando ráfagas de electrones, codificando estructuras de energía topológica lo suficientemente robustas para posibles aplicaciones de almacenamiento de datos. Como informa el grupo esta semana letras de física aplicada , de AIP Publishing, la magnetización de estas excitaciones de conjunto, o cuasipartículas, se controla adaptando el perfil de los pulsos de electrones, variando el número total de electrones o su ancho en el espacio.
"El trabajo muestra cómo la magnetización de los imanes a nanoescala puede ser dirigida por pulsos de electrones ultracortos intensos", dijo Alexander Schäffer, estudiante de doctorado en Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg en Halle, Alemania, y autor principal del artículo ".Los experimentos en SLAC ya demostraron el límite máximo de velocidad de conmutación magnética con este esquema. Aquí mostramos que los pulsos de electrones personalizados pueden escribir, borrar o cambiar rápidamente texturas magnéticas protegidas topológicamente, como los skyrmions ".
Hasta ahora, Schäffer dice que solo hay unas pocas aplicaciones realizadas de estos skyrmions, que son relativamente nuevos en la vanguardia de la física del estado sólido, pero sus propiedades y las capacidades de investigación actuales los hacen maduros para las tecnologías de próxima generación.
"En la tradición del campo de la dinámica de giro en nanoestructuras, todavía aprecio la idea de dispositivos de memoria no volátiles a largo plazo, ya que la comunidad de spintronics también está persiguiendo", dijo. "La buena interacción entreEl concepto matemático de las barreras energéticas topológicas y las propiedades físicas de transporte de los skyrmions, que son altamente móviles, son los aspectos más destacados para mí ".
Estas excitaciones magnéticas no solo son controlables, sino que los resultados del equipo confirman muchas de las interpretaciones dinámicas proporcionadas por la teoría. Además, sus resultados demuestran potencial para lograr una transcripción de carga topológica similar a través de pulsos láser, cuya oferta de energía más baja y libre de masauna serie de beneficios prácticos
"Estas cuasipartículas son robustas frente a perturbaciones externas y, por lo tanto, suelen ser difíciles de manipular y tienen un alto potencial para aplicaciones en almacenamiento de datos y computación", dijo Schäffer. "Me sorprendió positivamente la buena concordancia entre el experimento, la analítica yresultados numéricos, lo que me dio una buena sensación al continuar este camino. Un segundo punto fue el hallazgo de que las texturas se pueden escribir con una intensidad de haz mucho más baja usando pulsos de electrones muy enfocados. Esto pone su explotación tecnológica al alcance como el ultrarrápido de alta energía requeridoLa configuración de microscopía electrónica se está desarrollando actualmente en SLAC y en otros lugares del mundo ".
Este importante paso se presta a muchos más en la evolución de la investigación de vanguardia de esta generación a los discos duros de la próxima generación. A medida que continúan construyendo sobre su investigación, Schäffer y sus colaboradores buscan una aplicabilidad más amplia de varias maneras.
"Se requiere un mayor desarrollo en las configuraciones para poder escribir estructuras skyrmionic en películas extendidas, donde no podemos obtener ningún beneficio de los confinamientos geométricos como en los nanodiscos", dijo Schäffer. "Los siguientes pasos son múltiples.Por supuesto, una realización experimental es lo que buscamos con nuestros colegas experimentales, especialmente la cuestión de cuán bueno puede ser cubierto por nuestros cálculos el comportamiento de conmutación entre diferentes estados topológicos. Una simulación completa de TEM de muestras magnéticas irradiadas con láser es unade nuestros grandes objetivos en estos momentos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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