Green IT: Proses switching baru di perangkat spintronics non-volatile

Anonim

Fisikawan mencapai proses pengalihan magnetisasi yang kuat dan dapat diandalkan oleh perpindahan dinding domain tanpa bidang terapan. Efeknya diamati dalam cincin permalloy kecil asimetris dan dapat membuka jalan ke perangkat memori baru yang sangat efisien. Hasilnya telah dipublikasikan di Physical Review Applied, disorot sebagai Saran Editor.

Untuk membangun memori magnetik, elemen dengan dua keadaan magnetisasi stabil diperlukan. Kandidat yang menjanjikan untuk elemen magnetik tersebut adalah cincin kecil, biasanya dari urutan beberapa mikrometer, dengan magnetisasi searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam sebagai dua negara. Sayangnya, beralih antara dua negara tersebut secara langsung membutuhkan medan magnet melingkar yang tidak mudah dicapai.

Beralih dalam nanorings asimetris

Namun masalah ini dapat dipecahkan, seperti yang ditunjukkan oleh tim ilmuwan dari beberapa institusi di Jerman termasuk Helmholtz-Zentrum Berlin: Jika lubang di ring sedikit bergeser, sehingga membuat cincin lebih tipis di satu sisi, medan magnet sederhana, tidak beraksi pulsa beberapa nanodetik durasi dapat beralih antara dua kemungkinan "negara vortex" yang digunakan untuk penyimpanan data (searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam).

Pulsa medan magnet pendek sudah cukup

Para ilmuwan mencatat evolusi waktu dari dinamika magnetisasi perangkat di Maxymus-Beamline di BESSY II menggunakan mikroskop sinar x yang diselesaikan waktu selama dan setelah pulsa medan magnet pendek diterapkan. Mereka mengamati bagaimana pulsa medan magnet mengarah pada langkah pertama menuju "keadaan bawang" menengah di dalam cincin. Keadaan ini dicirikan oleh dua dinding domain, di mana zona magnetisasi yang berbeda saling bertemu. Setelah pulsa medan eksternal telah lenyap, dinding-dinding domain ini bergerak ke arah satu sama lain dan memusnahkan, yang menghasilkan magnetisasi berlawanan yang stabil dari cincin "keadaan vortex".

Proses yang sangat cepat untuk spintronics

"Pengukuran kami menunjukkan otomatisasi dinding domain dengan kecepatan rata-rata sekitar 60 m / s. Ini sangat cepat untuk perangkat spintronic di nol bidang terapan", Dr Mohamad-Assaad Mawass, penulis utama publikasi dalam Physical Review Applied, menunjukkan. Mawass telah mengerjakan eksperimen ini untuk mendapatkan gelar PhD di Johannes Gutenberg University Mainz (kelompok Prof. Kläui) dalam proyek gabungan dengan Max Planck Institute untuk sistem cerdas di Stuttgart (Schütz-Department). Dia kemudian melanjutkan penelitiannya sebagai peneliti penelitian postdoc di X-PEEM beamline di HZB.

Rincian gerak dinding domain diamati

Pengamatan lain menyangkut efek sifat topologi dinding yang terperinci dalam proses pemusnahan. Menurut hasil, efek ini mempengaruhi dinamika hanya pada skala lokal di mana dinding mengalami interaksi yang menarik atau menjijikkan setelah mereka menjadi sangat dekat satu sama lain tanpa menghambat penghancuran dinding melalui otomasi. "Inersia dinding domain dan energi yang tersimpan, dalam sistem, memungkinkan dinding untuk mengatasi pining ekstrinsik lokal dan tolakan topologi antara PRT yang membawa angka penggulungan yang sama, " kata Mawass. "Kami percaya telah mengidentifikasi proses switching yang kuat dan dapat diandalkan oleh otomatisasi dinding domain dalam cincin feromagnetik", kata Mawass. "Ini bisa membuka jalan untuk pengoptimalan lebih lanjut dari perangkat ini."

menu
menu