Según un artículo publicado en Nature Communications , investigadores dirigidos por el Prof. Du Haifeng de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas (HFIPS) de la Academia de Ciencias de China, junto con el Prof. Wang Weiwei y el Prof. Song Dongsheng de la Universidad de Anhui, y el Prof. Znag Jiadong de la Universidad de New Hampshire, EE. UU., realizó una manipulación integrada de skyrmions magnéticos mediante corrientes eléctricas, incluida la escritura, el borrado y el direccionamiento de skyrmions individuales en una nanobanda de CoZnMn a temperatura ambiente.

"Proporciona la base principal para construir las memorias de carreras basadas en Skyrmion", dijo Du.

Desde que se propuso por primera vez el prototipo de memoria de pista de carreras basada en skyrmion en 2013, el skyrmion magnético se ha considerado como un portador de datos prometedor para construir los dispositivos espintrónicos topológicos, el skyrmion magnético, una textura de espín topológica no trivial similar a un vórtice. Sin embargo, las operaciones de skyrmions que utilizan un par de transferencia de espín inducido por corriente en imanes quirales a granel han progresado muy lentamente en la última década, ya que siguen faltando las tres operaciones de escritura, borrado y direccionamiento de skyrmions y su integración en un solo microdispositivo. .

En esta investigación, los científicos diseñaron y fabricaron un chip personalizado para experimentos de microscopía electrónica de transmisión (TEM) de Lorentz eléctrica in situ. Basado en dicho chip, la fabricación del microdispositivo TEM fue totalmente compatible con el método convencional de extracción del haz de iones de enfoque, lo que hizo que todo el proceso fuera eficiente.

Además, aprendieron de la experiencia previa en la preparación de muestras mediante enfoque de haz de iones y prepararon dispositivos nanoestructurados de CoZnMn con espesor uniforme y superficie plana. Se diseñó una muesca con un tamaño de ~280 nm en el borde para que fuera comparable al tamaño de un solo skyrmion magnético en CoZnMn (~110 nm).

Se introdujo un pulso de corriente de nanosegundos para manipular los skyrmions magnéticos. Al controlar el ancho de pulso y la densidad de corriente, lograron la generación y el movimiento graduales de skyrmions magnéticos.

Aparte de eso, descubrieron que los skyrmions podían eliminarse alrededor de la muesca controlando la dirección de la corriente eléctrica.

Por fin, el control eléctrico integrado de creación, aniquilación y desplazamiento de skyrmions magnéticos se realizó en un solo dispositivo, demostrando las funciones básicas de escritura, borrado y direccionamiento de datos.

La densidad de corriente crítica fue casi uno o dos órdenes de magnitud más baja que la de manipular paredes de dominio magnético convencionales, lo que demuestra la baja potencia de las memorias de carreras basadas en skyrmion, según el Prof. Du.

Estos resultados tienen aplicaciones para dispositivos lógicos o de memoria basados ​​en skyrmion, según el equipo. + Explora más

Los científicos manipulan con éxito un solo skyrmion a temperatura ambiente