En utilisant la simulation micromagnétique, les scientifiques ont trouvé les paramètres magnétiques et les modes de fonctionnement pour la mise en œuvre expérimentale d'un module de mémoire de piste de course rapide qui fonctionne sur le courant de spin, transporter des informations via skyrmionium, qui peut stocker plus de données et les lire plus rapidement. Les résultats sont publiés dans Rapports scientifiques .

Des scientifiques du Laboratoire des technologies des couches minces de la Faculté des sciences naturelles de l'Université fédérale d'Extrême-Orient (FEFU), et l'Université d'État de l'Oural du Sud (SUSU) ont étudié la stabilité du skyrmionium dans un matériau magnétique et ont suggéré de l'utiliser pour construire un nouveau type de mémoire de circuit (mémoire à paroi de domaine). De tels dispositifs de mémoire ont été proposés sur la base de la configuration magnétique d'un skyrmion - un topologiquement stable, configuration de spin de type vortex. Skyrmionium s'est avéré plus prometteur pour le stockage d'informations.

La mémoire Racetrack offre potentiellement plus d'espace de stockage de données que les lecteurs flash USB et les disques durs modernes. Aussi, la vitesse de lecture/écriture des données et la durée de vie du stockage seraient considérablement augmentées dans de tels appareils.

"Nous avons réalisé une étude approfondie de la nucléation, processus de mouvement et d'annihilation du skyrmionium sous l'influence du courant de spin. Cela nous permet d'organiser les processus d'enregistrement, stocker et lire des informations dans une mémoire magnétique. En faisant varier les paramètres magnétiques du système et la densité de courant, il est possible d'obtenir différentes vitesses de lecture/écriture de données et différentes densités de bits. Aussi, Les caractéristiques topologiques du skyrmionium nous permettent d'augmenter considérablement la densité d'enregistrement des données. Nous avons étudié l'impact du courant de spin sur la stabilité du skyrmionium afin de déterminer les conditions technologiques et les modes de fonctionnement de notre mémoire. Surtout, en skyrmionium, il est devenu possible de surmonter les limitations inhérentes à skyrmion, en particulier l'effet Magnus, ce qui conduit à la perte de données dans les skyrmions", a déclaré le co-auteur Alexander Kolesnikov, chercheur du Laboratoire des technologies des couches minces, FEFU.

Le scientifique a discuté de la nucléation du skyrmionium basée sur le principe de la nanofabrication, ce qui évite le processus laborieux d'installation de nanocontacts supplémentaires dans le module magnétique. Ainsi, la technologie de production unique des dispositifs de mémoire de piste, proposé par les scientifiques de la FEFU et de la SUSU, est plus simple et moins cher que les technologies d'autres chercheurs.

Pour fabriquer les modules de mémoire de piste de course, les scientifiques suggèrent un concept de sandwich. Un métal lourd (platine, ruthénium, tantale, etc.) est recouvert d'une fine couche ferromagnétique d'environ un nanomètre d'épaisseur, qui à son tour est recouvert d'une autre couche de métal lourd pour éviter l'oxydation du ferromagnétique.

La mémoire à base de skyrmionium ne nécessite pas de sources d'énergie externes. Le disque mémoire de l'hippodrome stockera les données pendant une longue période, même si l'ordinateur n'est pas connecté à l'alimentation. Aussi, le nombre de cycles d'écriture n'est pas limité. Cela distingue la technologie de mémoire de piste magnétique de la technologie SSD, qui est lié à l'énergie et a un nombre fini de cycles de réécriture.

La mémoire Racetrack (domain-wall memory) est un type de mémoire non volatile fonctionnant sur le principe des domaines magnétiques, qui sont des états magnétiques stables dans les nanopistes entraînés par un courant de spin. L'aimantation dans le domaine peut basculer entre deux positions, par exemple, haut et bas. Cela permet d'écrire du code binaire en alternant des séquences de zéro et un.