Los físicos lograron un proceso de conmutación de magnetización robusto y confiable mediante el desplazamiento de la pared de dominio sin campos aplicados. El efecto se observa en pequeños anillos de permalloy asimétricos y puede allanar el camino hacia nuevos dispositivos de memoria extremadamente eficientes. Los resultados han sido publicados en Revisión física aplicada , resaltado como una sugerencia de los editores.

Para construir memorias magnéticas, Se necesitan elementos con dos estados de magnetización estables. Los candidatos prometedores para tales elementos magnéticos son los anillos diminutos, típicamente del orden de unos pocos micrómetros, con magnetización en sentido horario o antihorario como los dos estados. Desafortunadamente, cambiar directamente entre esos dos estados requiere un campo magnético circular que no es fácil de lograr.

Cambio de nanorings asimétricos

Pero este problema se puede resolver, como lo demostró un equipo de científicos de varias instituciones en Alemania, incluida Helmholtz-Zentrum Berlin:si el agujero en el anillo está ligeramente desplazado, haciendo así el anillo más delgado en un lado, un simple, El pulso de campo magnético uniaxial de algunos nanosegundos de duración puede cambiar entre los dos posibles "estados de vórtice" utilizados para el almacenamiento de datos (en sentido horario y antihorario).

Un pulso de campo magnético corto es suficiente

Los científicos registraron la evolución temporal de la dinámica de magnetización del dispositivo en Maxymus-Beamline en BESSY II empleando microscopía de rayos X de resolución temporal durante y después de que se aplicó el pulso de campo magnético corto. Observaron cómo el pulso del campo magnético conduce en un primer paso a un "estado de cebolla" intermedio en el anillo. Este estado se caracteriza por dos paredes de dominio, donde se encuentran diferentes zonas de magnetización. Una vez que el pulso de campo externo ha desaparecido, estos muros de dominio se mueven uno hacia el otro y se aniquilan, lo que da como resultado una magnetización opuesta estable del anillo "estado de vórtice".

Proceso muy rápido para espintrónica

"Nuestras mediciones muestran la automatización de la pared de dominio con una velocidad promedio de aproximadamente 60 m / s. Esto es muy rápido para los dispositivos espintrónicos en el campo aplicado cero", Dr. Mohamad-Assaad Mawass, autor principal de la publicación en Revisión física aplicada , Señala. Mawass ya ha trabajado en estos experimentos para su doctorado en la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (grupo del Prof. Kläui) en un proyecto conjunto con el Instituto Max Planck para sistemas inteligentes en Stuttgart (Departamento Schütz). Luego continuó su investigación como científico de investigación postdoctoral en la línea de luz X-PEEM en HZB.

Detalles del movimiento de la pared del dominio observado

Otra observación se refiere al efecto de la naturaleza topológica detallada de las paredes en el proceso de aniquilación. De acuerdo a los resultados, este efecto influye en la dinámica solo a escala local donde los muros experimentan una interacción atractiva o repulsiva una vez que se acercan mucho entre sí sin inhibir la aniquilación de muros por automotivación. "La inercia de la pared de dominio y la energía almacenada, en el sistema, permite que las paredes superen tanto la fijación extrínseca local como la repulsión topológica entre los DW que llevan el mismo número de devanado ", dijo Mawass." Creemos haber identificado un proceso de conmutación robusto y confiable mediante la automatización de la pared de dominio en anillos ferromagnéticos ", Estados Mawass. "Esto podría allanar el camino para una mayor optimización de estos dispositivos".