Группа ученых из России, Японии, США и Германии впервые в мире обнаружила так называемый "скирмионный эффект Холла". Это открытие является важным шагом на пути к созданию более быстрой, дешевой, надежной, энергонезависимой электронной памяти. Статья, посвященная открытию, была опубликована в журнале Nature Physics, а краткое описание исследования приведено на сайте Дальневосточного федерального университета (ДВФУ).
Как рассказал главный научный сотрудник Лаборатории пленочных технологий Школы естественных наук ДВФУ Олег Третьяков, скирмионы (топологически нетривиальные конфигурации магнитного спина с вихреподобной структурой) могут стать основой будущих магнитных технологий памяти. Так, современные жесткие диски для хранения информации используют магнитные домены, чей минимальный физический размер уже достиг 100 нанометров. В свою очередь, скирмионы являются более стабильными структурами, размер которых может быть уменьшен до нескольких нанометров, что позволит использовать их для создания устройств хранения и обработки данных с более высокой плотностью. При этом память такого типа сможет сохранять информацию даже при отключении питания.
В ходе экспериментов ученые выяснили, что скирмионы движутся под гораздо большим углом относительно приложенного тока, чем это предсказывалось первоначальной теорией.
"Ранее было предсказано, что этот "скирмионный угол Холла" должен зависеть только от статических свойств скирмионов, таких как диаметр. В нашей работе мы нашли, что этот угол сильно зависит от скорости - поведение, которое не может быть объяснено с помощью стандартно используемых моделей. Поэтому мы разработали новую модель, учитывающую динамические изменения спиновой структуры скирмиона. Мы также показали возможность управления этим углом и необходимость учитывать динамические изменения траекторий скирмиона при проектировании будущих устройств наноэлектроники", - рассказал Третьяков.
По словам ведущего научного сотрудника Лаборатории пленочных технологий Школы естественных наук ДВФУ Александра Самардака, на основе скирмионов уже ведется разработка новых систем хранения и обработки данных. По сравнению с существующими решениями такие элементы памяти будут дешевле в производстве и смогут работать быстрее и надежнее, потребляя минимум энергии. В перспективе их можно будет использовать при производстве компьютеров, смартфонов и датчиков, способных долгое время работать без подзарядки.
