A*STAR- och NTU -forskare har skapat ett tunnfilmsmaterial som gör att de kan kontrollera storleken och densiteten hos magnetiska skyrmions. Dessutom, de har också uppnått elektrisk detektering av dessa skyrmioner. Tillverkningsprocessen för dessa filmer är kompatibel med nuvarande industriella metoder. Denna upptäckt är ett genombrott och är ett viktigt steg mot skapandet av en skyrmion-baserad minnesenhet, som är en av de lovande utmanarna för nästa generations minnesteknologier.

Upptäckten har nyligen publicerats i Naturmaterial .

Skyrmioner är små partikelliknande magnetiska strukturer cirka 400 gånger mindre än en röd blodkropp. De kan skapas i magnetiska material, och deras stabilitet i små storlekar gör dem till idealiska kandidater för minnesenheter. Sedan upptäckten av rumstemperaturskyrmioner 2015, det har pågått en global kapplöpning för att skapa en skyrmion-minnesenhet eftersom en sådan enhet potentiellt skulle kunna innehålla mer information, samtidigt som du använder mindre ström.

Behovet av mer minne

Allt större mängder data skapas dagligen i vår snabbt digitaliserade värld. Dessutom, banbrytande teknik som Internet of Things (IOT), kantberäkning, och artificiell intelligens (AI) kräver omedelbar bearbetning av dessa data för effektiv prestanda. Detta kräver utveckling av minnesenheter med allt högre kapacitet.

Kapaciteten hos nuvarande minne och datorenheter har fördubblats vartannat år. Denna ökning av minnestätheten har uppnåtts genom att krympa storleken på schematisk avbildning av en rad magnetiska skyrmions enskilda minnesbitar. Tänk på varje minnesenhet som ett Go-kort, och varje minnesbit som en spelbit. Antalet spelbitar som kan placeras på varje bräda begränsas av deras storlek. För att öka antalet bitar som kan passa in i samma bräda, storleken på bitarna måste vara mindre. Genom att krympa en spelpjäs till hälften av dess storlek, fyra gånger så många spelpjäser får plats på spelplanen.

Dock, nuvarande teknik når sina gränser för miniatyriserande minnesbitar. Att skala ner det ytterligare med nuvarande metoder skulle göra att minnesenheterna blir mer benägna att temperaturfluktuationer - vilket påverkar hur väl en enhet behåller data. "Denna upptäckt är ett avgörande steg mot utvecklingen av en skyrmion-baserad minnesenhet. Det kan placera Singapore i framkanten av nästa generations minnesteknologi och lagringslösningar, " sa Dr Anjan Soumyanarayanan, huvudförfattare till tidningen och en av A*STAR-forskarna bakom upptäckten.