Спиральные магниты открывают путь к созданию устройств хранения данных нового поколения

Этот прорыв предлагает надежное решение текущих задач в области хранения информации, обладающее потенциалом широкомасштабной интеграции и высокой надежностью.

Команда ученых предложила новую концепцию устройств памяти на основе магнитов, которая может произвести революцию в устройствах хранения информации благодаря их потенциалу крупномасштабной интеграции, энергонезависимости и высокой долговечности.

Устройства спинтроники, представленные магнитной памятью с произвольным доступом (MRAM), используют направление намагничивания ферромагнитных материалов для запоминания информации. Благодаря своей энергонезависимости и низкому энергопотреблению устройства спинтроники, вероятно, будут играть ключевую роль в будущих компонентах для хранения информации. Однако у таких устройств на основе ферромагнетиков есть потенциальный недостаток. Ферромагнетики генерируют магнитные поля вокруг себя, которые воздействуют на соседние ферромагнетики. В интегрированном магнитном устройстве это приводит к перекрестным помехам между магнитными битами, что ограничивает плотность магнитной памяти. Исследовательская группа, в которую входили Хидетоши Масуда, Такеши Секи, Йошинори Оносе и другие из Института материаловедения Университета Тохоку, а также Дзюн-ичиро Оэ из Университета Тохо, продемонстрировала, что магнитные материалы, называемые спиральными магнитами, могут быть использованы для устройств магнитной памяти, что должно решить проблему магнитного поля.

В спиральных магнитах направления магнитных моментов атомов упорядочены по спирали. Для запоминания информации может быть использована правосторонность или левосторонность спирали, называемая хиральностью. Магнитные поля, индуцируемые магнитным моментом каждого атома, нейтрализуют друг друга, поэтому спиральные магниты не генерируют никакого макроскопического магнитного поля. «Устройства памяти, основанные на управляемости гелимагнетиков, без перекрестных помех между битами, могут проложить новый путь к повышению плотности памяти», – говорит Масуда.

Исследовательская группа продемонстрировала, что хиральная память может записываться и считываться при комнатной температуре. Они изготовили эпитаксиальные тонкие пленки гелимагнетика MnAu₂ при комнатной температуре и продемонстрировали переключение хиральности (право- и левосторонность спирали) импульсами электрического тока под действием магнитных полей. Кроме того, они изготовили двухслойное устройство, состоящее из MnAu₂ и Pt (платины), и продемонстрировали, что память о хиральности может считываться как изменение сопротивления даже без использования магнитных полей.

Источник: https://scitechdaily.com/memory-breakthrough-helical-magnets-pave-the-way-for-next-gen-storage/