Скирмионы могут обеспечить многоуровневую магнитную запись
Мельчайшие магнитные вихревые структуры скирмионы (названы так в честь британского физика-теоретика Тони Скирми (Tony Skyrme), предсказавшего эту структуру в 60-х годах прошлого века) обещают стать основой магнитной памяти будущего. Это топологически устойчивые магнитные образования, которые можно возбуждать в магнитных пленках, а затем считывать их состояние. При этом запись и чтение происходят с использованием спиновых токов? с помощью переноса момента вращения спина электронов. Это означает, что запись и чтение могут осуществляться предельно малыми токами. Также на поддержку магнитного вихря не требуется постоянного подвода питания, что ведет к экономичной энергонезависимой памяти.
За последние несколько лет ученые в России и за рубежом пристально изучают поведение скирмионов и небезосновательно полагают, что эти структуры помогут значительно увеличить плотность магнитной записи. Более того, недавно британские и американские ученые нашли способ, каким образом можно в разы увеличить плотность записи с использованием скирмионов без особенных сложностей в виде уменьшения диаметра вихревых структур, что может привести к скорейшему воплощению научной мысли в коммерческий продукт.
Вместо традиционной двоичной записи, где 1 и 0 будет скирмион или его отсутствие, ученые из Бирмингемского университета, Бристоля и Колорадского университета в Боулдере представили комбинированную вихревую структуру, которую они назвали "мешком скирмионов" (skyrmion bag). Несомненно, "мешок" со скирмионами лучше, чем одиночный скирмион. Число скирмионов в мешке может быть любым, что позволит присвоить ему больше значений, чем 0 или 1. Это прямой путь к увеличению плотности записи. В определенной степени это сравнимо с многоуровневой записью в ячейку NAND-флеш. Нет нужды лишний раз напоминать, насколько быстро стал расширяться рынок флеш-накопителей после начала массового производства памяти NAND TLC с записью трех бит в каждую ячейку.
Создание структуры "мешка скирмионов" ученые из Англии представили в виде абстрактной модели и воспроизвели явление в программе-симуляторе. Их американские коллеги воспроизвели явление на практике, хотя для запуска вихревых структур использовали жидкие кристаллы, а не магнитные структуры. Жидкие кристаллы, как известно, управляются магнитным полем, что позволяет использовать их для постановочных экспериментов для визуализации магнитных явлений. Ждем переноса экспериментов на магнитные пленки.
