Los skyrmions magnéticos ofrecen la promesa de tecnologías informáticas y de memoria de próxima generación, como dispositivos de memoria caché y computación en la nube. Ahora, los investigadores de A * STAR han desarrollado una técnica innovadora para hacer skyrmions sintonizables que podrían ayudar a desbloquear su potencial.

Descubierto recientemente, Los skyrmions son estructuras diminutas que se forman en materiales magnéticos y se comportan como partículas magnéticas a nanoescala. Esto significa que pueden autoorganizarse en matrices o celosías ordenadas, y se puede crear, movido, y borrado mediante corrientes eléctricas. Para convertirse en una tecnología viable, sin embargo, requiere la capacidad de modular estas propiedades y lograr su detección eléctrica en condiciones ambientales.

Esto llevó a Anjan Soumyanarayanan y sus colegas del A * STAR Data Storage Institute y el Institute of High Performance Computing, en colaboración con la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en los Estados Unidos, desarrollar una técnica innovadora para hacer películas ultrafinas para alojar skyrmions sintonizables.

"Nuestro objetivo inicial era comprender la formación de skyrmion, establecer su detección eléctrica, y controlar sus propiedades físicas, ", explica Soumyanarayanan." Ahora estamos examinando skyrmions en dispositivos a nanoescala por su potencial como bits en aplicaciones de memoria ".

Mediante el uso de una técnica llamada pulverización catódica con magnetrón, un proceso en el que los átomos se expulsan de un material de origen y luego se depositan sobre un sustrato, los investigadores fabricaron una película ultrafina con capas secuenciales de iridio. planchar, cobalto, y platino sobre un sustrato de silicio.

Aprovechando los signos grandes y opuestos de la interacción magnética quiral entre las interfaces iridio-hierro y cobalto-platino, conocida como la interacción Dzyaloshinskii-Moriya, permitió al equipo establecer una plataforma para skyrmions de tamaño nanométrico. Y variando el grosor de las capas, el equipo pudo modular las propiedades físicas, como el tamaño, densidad, y estabilidad de los skyrmions.

"La plataforma nos permite controlar directamente las interacciones magnéticas que gobiernan las propiedades del skyrmion simplemente variando el grosor de las capas constituyentes, y proporciona configuraciones de skyrmion adaptadas a los requisitos específicos de una gama de aplicaciones diferentes, "dice Soumyanarayanan.

El trabajo demostró, por primera vez, la detección eléctrica de skyrmions ambientales, y podría conducir a tecnologías de computación y memoria basadas en skyrmion estables y altamente escalables, explicó Soumyanarayanan. Luego, estos podrían integrarse fácilmente en microchips utilizando procesos de fabricación existentes comúnmente utilizados en la industria electrónica.

"Nuestros próximos pasos serán estabilizar los skyrmions en nanoestructuras con un campo magnético cero, y demostrar su lectura y escritura eléctrica en dispositivos electrónicos, "dice Soumyanarayanan.