Ett gemensamt forskningsprojekt av Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) och Massachusetts Institute of Technology (MIT) som tidigare demonstrerade användningen av nya spinnstrukturer för framtida magnetiska lagringsenheter har uppnått ännu en milstolpe. Det internationella teamet arbetar med strukturer som kan fungera som magnetiska skiftregister, så kallade racetrack-minnesenheter. Denna typ av lagring lovar låga åtkomsttider, hög informationstäthet, och låg energiförbrukning. De nya insikterna publicerade i Naturelektronik belysa temperaturens effekter på skyrmions dynamik. Enligt forskarnas resultat, skyrmioner rör sig mer effektivt vid högre temperaturer, och deras banor beror bara på skyrmionernas hastighet. Detta gör enhetens design betydligt enklare.

Skyrmions skulle kunna fungera som databitar för minnesenheter för racerbanor i framtiden

Teamen vid JGU och MIT observerade miljardfaldig reproducerbar rörelse av skyrmioner, en ny topologiskt stabiliserad spinstruktur som är en lovande kandidat för att användas som databitar i racerbanan. De senaste experimenten utfördes i tunna filmer av magnetiskt material som stabiliserar skyrmioner vid och över rumstemperatur, vilket är en funktion som krävs för alla applikationer. Som det blev, det finns för närvarande gränser för hastigheten för en skyrmion orsakad av dess deformationer som måste övervinnas, möjligen i antiferromagnetiska material.

"Detta är ett stort ögonblick, då vi har arbetat länge för att få denna studie klar. Nu när vi vet att skyrmioner kan flyttas miljarder gånger och vid höga temperaturer som är typiska för insidan av en dator, vi kan fokusera på att ta itu med höghastighetsregimen och få enheten från sitt experimentella tillstånd till att vara överlägsen befintlig lagringsteknik, sa Dr Kai Litzius, huvudförfattare till artikeln. Litzius utförde detta arbete vid Johannes Gutenberg University Mainz, kombinerat med en forskningsvistelse vid MIT. Efter att ha avslutat sin doktorsexamen, han flyttade till USA för att arbeta på MIT som postdoktor.

Professor Mathias Kläui, motsvarande författare till tidningen, säger, "Jag är mycket glad över att se nästa steg tas för att använda skyrmioner som magnetiska bitar i nya enheter. Det internationella samarbetet med ledande partneruniversitet är avgörande för att möjliggöra sådant arbete och sådana samarbeten, och utbyte av människor är en hörnsten i våra forskarutbildningsprogram."