Динамика скирмионов открывает путь к многоуровневой магнитной памяти
Ученые из последовательности китайских и американских университетов сравнительно не так давно зарегистрировали на видео динамику изменения кластерных состояний скирмионов (магнитных вихрей со особенностями частиц) в нанодисках из сложного железо-германиевого сплава (его магнитные особенности существенно изменяются в наномасштабе).
С помощью Лоренцовой просвечивающей электронной микроскопии (LTEM) большого разрешения они замечали влияние внешнего магнитного поля на структуру личных магнитных вихрей в нанодисках, диаметром в пара скирмионов.
В большинстве случаев LTEM не разрешает различать подробности магнитного поля в наноструктурах с характерными размерами менее 200 нм из-за интерференционных полос Френеля. Но ученые нашли как избавиться от этих артефактов на изображениях: с помощью фокусированного пучка ионов они покрыли нанодиски проводящим слоем платины и сплава углерода (PtCx). Именно поэтому кластерные состояния скирмионов удалось замечать кроме того в дисках диаметром порядка 100 нм.
В частности было обнаружено, что при температурах ниже 200 К предельное число скирмионов в кластере пропорционально диаметру нанодиска, а не его квадрату, как при более больших температурах. Помимо этого, продемонстрировано, что промежуток трансформации магнитного поля для перехода между смежными кластерными состояниями значительно уменьшается с увеличением температуры.
Участники изучения уверены в том, что полученные ими результаты, каковые были размещены в сборнике PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) окажут яркое влияние на конструирование будущих скирмионных устройств, таких как многобитовые ячейки быстродействующей магнитной памяти либо микроволновые сигнальные процессоры.
