Pequeñas espirales de magnetismo llamadas skyrmions podrían usarse como portadores de datos energéticamente eficientes de densidad ultra alta.

Jarvis Loh, Gan Chee Kwan y Khoo Khoong Hong de la Agencia para la Ciencia, Instituto de Tecnología e Investigación (A * STAR) de Computación de Alto Rendimiento, Singapur, han modelado estas diminutas espirales de giro en capas de cristales nanoscópicos. Descubrieron que las capas alternas de siliciuro de manganeso (MnSi) y siliciuro de cobalto (CoSi) forman una arquitectura de material prometedora.

"Los Skyrmions son entidades de tamaño nanométrico, solo decenas de nanómetros, por lo que prometen una mayor densidad de almacenamiento que la tecnología actual, "dijo Gan.

El almacenamiento basado en skyrmions representaría datos binarios como '1's y' 0's como espirales de giro en sentido horario y antihorario, respectivamente. Los Skyrmions pueden mejorar la eficiencia energética, ya que pueden crearse y manipularse con corrientes significativamente más pequeñas que las requeridas para la tecnología de disco duro magnético convencional.

Skyrmions se había observado experimentalmente en siliciuro de manganeso, lo que llevó al equipo a explorar simulaciones de siliciuro de manganeso en su forma original y en combinación con materiales similares.

El equipo seleccionó siliciuro de cobalto porque el cobalto se encuentra cerca del manganeso en la tabla periódica, y sus características de celosía similares significan que debe combinarse bien con el siliciuro de manganeso. El cobalto también tiene fuertes propiedades magnéticas:es ferromagnético.

Las simulaciones del equipo mostraron que el acoplamiento de siliciuro de cobalto a siliciuro de manganeso permite diseñar las espirales de espín en siliciuro de manganeso. "Lo interesante es que ahora podemos variar el tamaño de los skyrmions de una manera fácil y elegante, "Dijo Loh.

En el centro del skyrmion, el giro magnético de los átomos se invierte 180 grados con respecto al giro de su borde exterior; entre el borde y el centro, los giros se inclinan progresivamente entre los dos extremos. Crítico en el tamaño de los skyrmions es la capacidad del material para soportar una alta inclinación relativa entre los átomos vecinos en la red, lo que permite empaquetar el skyrmion en una espiral más pequeña.

El equipo descubrió que la adición de capas de siliciuro de cobalto a las capas de siliciuro de manganeso aumentaba la posible inclinación relativa. Sin embargo, hay un límite superior:para las capas de siliciuro de cobalto el doble del grosor del siliciuro de manganeso, el material dejó de soportar skyrmions y pasó a un comportamiento ferromagnético más convencional.

Uno de los atractivos de los skyrmions como medio de almacenamiento de datos es su robustez, dice Loh. "A diferencia del almacenamiento magnético actual, Los skyrmions son resistentes a los defectos de la celosía. Están topológicamente protegidos ".

El equipo planea aplicar su enfoque exitoso a otras arquitecturas potenciales, como nanocables.