Die kleinsten magnetischen Wirbelstrukturen, die Skyrmionen genannt werden (benannt nach dem britischen theoretischen Physiker Tony Skyrme, der diese Struktur in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts vorhersagte), versprechen die Grundlage des magnetischen Speichers der Zukunft zu werden. Dabei handelt es sich um topologisch stabile magnetische Gebilde, die in magnetischen Filmen angeregt und anschließend ausgelesen werden können. Das Schreiben und Lesen erfolgt unter Verwendung von Spinströmen, die den Drehimpuls der Elektronenspins übertragen. Das bedeutet, dass Schreiben und Lesen mit extrem kleinen Strömen durchgeführt werden können. Zudem erfordert die Unterstützung des magnetischen Wirbels keine ständige Stromzufuhr, was zu energiesparendem, unabhängigem Speicher führt.
In den letzten Jahren haben Wissenschaftler in und im das Verhalten von Skyrmionen genau untersucht und sind zu Recht der Meinung, dass diese Strukturen dazu beitragen können, die Dichte der magnetischen Speicherung erheblich zu erhöhen. Darüber hinaus haben kürzlich britische und amerikanische Wissenschaftler , wie man die Schreibdichte mit Skyrmionen erheblich steigern kann, ohne besondere Schwierigkeiten wie die Verringerung des Durchmessers von Wirbelstrukturen, was zu einer schnelleren Umsetzung wissenschaftlicher Ideen in kommerzielle Produkte führen könnte.
Statt der traditionellen binären Speicherung, bei der 1 und 0 als das Vorhandensein oder Fehlen eines Skyrmions dargestellt werden, haben Wissenschaftler der Universität Birmingham, der Universität Bristol und der Universität Colorado Boulder eine kombinierte Wirbelstruktur vorgestellt, die sie als „Skyrmion-Beutel“ (skyrmion bag) bezeichneten. Zweifellos ist ein „Beutel“ mit Skyrmionen besser als ein einzelnes Skyrmion. Die Anzahl der Skyrmionen im Beutel kann beliebig sein, was es ermöglicht, ihm mehr Werte als 0 oder 1 zuzuweisen. Dies ist ein direkter Weg zur Steigerung der Schreibdichte. In gewissem Maße ist dies mit der Mehrbit-Speicherung in einer NAND-Flash-Zelle vergleichbar. Es bedarf keiner besonderen Erinnerung daran, wie schnell der Markt für Flash-Speicher nach dem Beginn der Massenproduktion von NAND TLC-Speicher, der drei Bits pro Zelle speichert, gewachsen ist.
Die Struktur der „Skyrmion-Tasche“ wurde von Wissenschaftlern aus England als abstraktes Modell vorgestellt und das Phänomen in einem Simulationsprogramm reproduziert. Ihre amerikanischen Kollegen haben das Phänomen praktisch nachgestellt, obwohl sie zur Erzeugung der Wirbelstrukturen flüssige Kristalle anstelle von magnetischen Strukturen verwendeten. Flüssige Kristalle werden bekanntermaßen von einem Magnetfeld gesteuert, was ihre Verwendung für experimentelle Aufbauten zur Visualisierung magnetischer Phänomene ermöglicht. Wir freuen uns auf die Übertragung der Experimente auf magnetische Filme.
Quelle: 3dnews.ru
