Контролироль движения единичных скирмионов при комнатной температуре

12.12.2021

Ученые из японского Института физико-химических исследований RIKEN продемонстрировали разработанную ими технологию, позволяющую управлять движением и поведением единичных скирмионов - крошечных магнитных вихрей, которые могут быть использованы в качестве носителей информации в вычислительных устройствах и устройствах хранения данных следующих поколений. Но самым выдающимся в этом достижении является то, что все манипуляции со скирмионами могут проводиться при помощи слабых импульсов тока и при комнатной температуре.

Скирмионы - это крошечные квазичастицы, которые могут возникать и перемещаться в среде материалов с особыми магнитными свойствами под воздействием электрического тока. При этом, сила такого тока в несколько раз меньше, чем сила тока, требующаяся для переключения состояния традиционных магнитных доменов, на базе которых функционируют современные жесткие диски и другие магнитные носители информации.

Эта особенность питает надежды ученых, которые работают над устройствами хранения данных, обладающими крайне низким энергопотреблением и чрезвычайно высокой плотностью хранения информации. Помимо этого, скирмионы могут стать основой работы так называемых спинтронных вычислительных устройств, но для этого требуются технологии, позволяющие оперировать отдельными скирмионами очень малых размеров.

В большинстве случаев исследования, связанные со скирмионами, проводятся при чрезвычайно низких температурах и со скирмионами или группами скирмионов относительно больших размеров, порядка одного микрометра и больше. Однако японские исследователи использовали очень хитрый магнитный материал, соединение кобальта, цинка и марганца (Co9Zn9Mn2), который известен как магнитный материал с хиральной кристаллической решеткой.

Используя тонкую пластину из магнитного материала, ученые смогли найти условия, при которых в материале при комнатной температуре возникают крошечные скирмионы, размером в 100 нанометров. Наблюдения за поведением и движением этих квазичастиц проводились при помощи технологии просвечивающей электронной микроскопии Лоренца (Lorentz transmission electron microscopy). А управление осуществлялось кратковременными пиками магнитного поля, создаваемого электрическими импульсами, длительностью в несколько наносекунд.

Исследователи обнаружили, что скирмионы при помощи импульсов тока достаточно легко переводятся из неподвижного статического состояния до движения в потоке, и движутся с относительно высокой скоростью, составляющей 3 метра в секунду.

<< Назад: Процессоры Imagination Catapult на архитектуре RISC-V 12.12.2021

>> Вперед: Черный ящик Земли 11.12.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Билл Гейтс создаст суперкорову 26.01.2018 Миллиардер Билл Гейтс хочет создать суперкорову. Фонд Билла и Мелинды Гейтс пожертвовал британским ученым около 28 миллионов фунтов стерлингов, а это 40 миллионов долларов или больше миллиарда гривен. Идеальная корова должна в среднем производить молока не меньше, чем коровы европейской породы, но при этом лучше за них переносить жару. Для успешного результата специалисты хотят скрестить европейских особей с африканскими. Ожидается, что новая порода при прежней выносливости произведет в четыре раза больше молока. Занимается выведением суперкоровы некоммерческая организация GALVmed, которая расположена в Эдинбургском университете. Она продолжительное время занимается исследованиями в области генетики. Великобританию Билл Гейтс считает лидером в области инноваций. Подробнее про новую генетическую программу миллиардер расскажет на встрече в Эдинбурге. Основатель американской компании Microsoft надеется, что развитие в области скотоводства поможет победить на планете бедность и голод. При этом климатологи отрицают настолько позитивный эффект от увеличения производства молока. Два месяца назад Билл Гейтс объявил о намерении пожертвовать 100 миллионов долларов на борьбу с болезнью Альцгеймера, а все его состояние составляет 72,5 миллиарда долларов. Если бы Гейтс не занимался благотворительностью, он был бы вдвое богаче.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026