Fysiker uppnådde en robust och pålitlig magnetiseringsomkopplingsprocess genom domänväggförskjutning utan några tillämpade fält. Effekten observeras i små asymmetriska permalloyringar och kan bana väg för extremt effektiva nya minnesenheter. Resultaten har publicerats i Fysisk granskning tillämpad , markeras som ett redaktörsförslag.

För att konstruera magnetiska minnen, element med två stabila magnetiseringstillstånd behövs. Lovande kandidat för sådana magnetiska element är små ringar, typiskt i storleksordningen några mikrometer, med medurs eller moturs magnetisering som de två tillstånden. Tyvärr, att växla mellan dessa två tillstånd kräver ett cirkulärt magnetfält som inte är lätt att uppnå.

Byt in asymmetriska nanor

Men detta problem kan lösas, som demonstrerats av ett team av forskare från flera institutioner i Tyskland inklusive Helmholtz-Zentrum Berlin:Om hålet i ringen är något förskjutet, vilket gör ringen tunnare på ena sidan, en enkel, uniaxial magnetfältpuls med viss nanosekunds varaktighet kan växla mellan de två möjliga "virveltillstånden" som används för datalagring (medurs och moturs).

Kort magnetfältspuls är tillräcklig

Forskarna registrerade tidsutvecklingen av magnetiseringsdynamiken för enheten vid Maxymus-Beamline vid BESSY II med tidsupplöst röntgenmikroskopi under och efter att den korta magnetfältpulsen applicerades. De observerade hur magnetfältpulsen i ett första steg leder till ett mellanliggande "lökstillstånd" i ringen. Detta tillstånd kännetecknas av två domänväggar, där olika magnetiseringszoner möter varandra. Efter att den yttre fältpulsen försvunnit, dessa domänväggar rör sig mot varandra och förintar, vilket resulterar i en stabil motsatt magnetisering av ringens "virveltillstånd".

Mycket snabb process för spintronics

"Våra mätningar visar domänväggsautomatik med en medelhastighet på cirka 60 m/s. Detta är mycket snabbt för spintronic -enheter vid noll tillämpat fält", Dr Mohamad-Assaad Mawass, huvudförfattare till publikationen i Fysisk granskning tillämpad , pekar ut. Mawass har arbetat med dessa experiment redan för sin doktorsexamen vid Johannes Gutenberg University Mainz (grupp av professor Kläui) i ett samarbete med Max Planck Institute for intelligent system vid Stuttgart (Schütz-avdelningen). Han fortsatte sedan sin forskning som postdoc-forskare vid X-PEEM beamline vid HZB.

Detaljer om domänväggens rörelse observerades

En annan observation gäller effekten av väggarnas detaljerade topologiska karaktär i förintelseprocessen. Enligt resultaten, denna effekt påverkar dynamiken endast i lokal skala där väggar upplever en attraktiv eller motbjudande interaktion när de kommer väldigt nära varandra utan att hämma utplånandet av väggar genom automotion. "Domänväggens tröghet och den lagrade energin, i systemet, gör det möjligt för väggarna att övervinna både den lokala yttre fästningen och den topologiska avstötningen mellan DW:er som bär samma lindningsnummer, säger Mawass. Mawass uppger. "Detta kan bana väg för ytterligare optimering av dessa enheter."