Ny forskning om framtida informationsbärare
Magnetiska nano-skyrmioner tros bli informationsbärare i framtidens magnetiska minnen och idag sker intensiv forskning för att skapa och transportera skyrmioner i magnetiska tunnfilmer. Nu har ett forskarlag lett av professor Johan Åkerman vid Göteborgs universitet i en ny studie visat att skyrmioner kan stabiliseras med en ny metod och transporteras på vanligt sätt, det vill säga med en ström som leds genom det magnetiska materialet.
Skyrmioner kan liknas vid nano-bubblor i en tvådimensionell yta där magnetiseringen inne i bubblan pekar åt motsatt håll jämfört med filmen som helhet. Dessa bubblor kan göras mindre än extremt små, bara några nanometer stora, och kan sedan transporteras i magnetiska nanotrådar och lagra information med extrem täthet.
− Eftersom det finns en omättlig aptit på att lagra information, till exempel i mobiltelefoner, datorer, och framför allt online, är nano-skyrmioner väldigt intressanta som informationsbärare. De kan göras extremt små och enkelt programmeras med spinn-polariserade strömmar som till exempel i MRAM, säger Johan Åkerman, professor i experimentell fysik vid Göteborgs universitet.
Kan transporteras på vanligt sätt
För att skapa stabila skyrmioner i tunna filmer krävs speciella material eller materialkombinationer som är svåra att framställa. Nu har ett forskarlag lett från Göteborgs Universitet teoretiskt och i simuleringar visat att skyrmioner även kan stabiliseras dynamiskt genom att de magnetiska spinnen i bubblans vägg snurrar vid ett tiotal GHz. Dessa dynamiska skyrmioner kan sedan transporteras på vanligt sätt, det vill säga med en ström som leds genom det magnetiska materialet.
− Vi har visat ett helt nytt sätt att stabilisera skyrmioner och att dessa dynamiska skyrmioner uppför sig på liknande sätt som de vanliga statiska skyrmionerna, säger Johan Åkerman.
Öppnar för nya möjligheter av materialval
För att skapa dynamiken använder forskarna spinnpolariserade strömmar. De dynamiska skyrmionerna påminner därför om de magnetiska nanodroppar som upptäcktes av de svenska forskarna för två år sedan i så kallade spinntroniska oscillatorer.
Samma system som kan generera magnetiska nanodroppar kan därför användas för att skapa dynamiska nano-skyrmioner vilket kraftigt ökar de material som kan användas.
− Vi har också visat att de dynamiska skyrmionerna kan generera mycket starkare utsignal i spinntroniska oscillatorer, så användningsområdet är brett för detta nya fenomen, säger Johan Åkerman.
Studien är publicerad i det nya numret av Nature communications.
Länk>> http://www.nature.com/ncomms/2015/150909/ncomms9193/full/ncomms9193.html
Kontakt:
Johan Åkerman, professor vid institutionen för fysik, Göteborgs universitet
Tel: 031-786 9147, Mobil: 0707- 104360, johan.akerman@physics.gu.se
Foto:
Porträtt av fotograf Johan Wingborg.
Carina Eliasson
Pressinformatör
Göteborgs universitet
telefon: 031-786 98 73
e-post: carina.eliasson@science.gu.se
Följ oss på Twitter. Gilla oss på Facebook.
Göteborgs universitet är ett av de stora i Europa med 37 000 studenter och 6 000 anställda. Verksamheten bedrivs av åtta fakulteter, till allra största del i centrala Göteborg. Utbildning och forskning har stor bredd och hög kvalitet – det vittnar sökandetryck och nobelpris om. www.gu.se.
Taggar:
