Selon un article publié dans Nature Communications , des chercheurs dirigés par le professeur Du Haifeng des instituts Hefei des sciences physiques (HFIPS) de l'Académie chinoise des sciences, ainsi que le professeur Wang Weiwei et le professeur Song Dongsheng de l'Université d'Anhui, et le professeur Znag Jiadong de l'Université de New Hampshire, aux États-Unis, ont réalisé une manipulation intégrée de skyrmions magnétiques par des courants électriques, y compris l'écriture, l'effacement et l'adressage de skyrmions uniques dans une nanobande CoZnMn à température ambiante.

"Il fournit la base principale pour la construction des mémoires de piste de course basées sur skyrmion", a déclaré Du.

Depuis que le prototype de mémoire de piste de course à base de skyrmion a été proposé pour la première fois en 2013, le skyrmion magnétique a été considéré comme un support de données prometteur pour la construction des dispositifs spintroniques topologiques, le skyrmion magnétique, une texture de spin topologique non triviale de type vortex. Cependant, les opérations des skyrmions utilisant le couple de transfert de spin induit par le courant dans des aimants chiraux en vrac ont progressé très lentement au cours de la dernière décennie, car les trois opérations d'écriture, d'effacement et d'adressage des skyrmions et leur intégration dans un seul micro-dispositif restent manquantes. .

Dans cette recherche, les scientifiques ont conçu et fabriqué une puce personnalisée pour les expériences de microscopie électronique à transmission Lorentz (TEM) électrique in situ. Sur la base d'une telle puce, la fabrication du microdispositif TEM était totalement compatible avec la méthode conventionnelle de levage du faisceau d'ions focalisés, ce qui rendait l'ensemble du processus efficace.

De plus, ils ont appris de l'expérience précédente dans la préparation d'échantillons par focalisation de faisceau ionique et ont préparé des dispositifs nanostructurés CoZnMn avec une épaisseur uniforme et une surface plane. Une encoche d'une taille d'environ 280 nm au bord a été conçue pour être comparable à la taille d'un seul skyrmion magnétique dans CoZnMn (~110 nm).

Une impulsion de courant nanoseconde a été introduite pour manipuler les skyrmions magnétiques. En contrôlant la largeur d'impulsion et la densité de courant, ils ont obtenu la génération et le mouvement progressifs de skyrmions magnétiques.

En plus de cela, ils ont découvert que les skyrmions pouvaient être éliminés autour de l'encoche en contrôlant la direction du courant électrique.

Enfin, le contrôle électrique intégré de la création, de l'annihilation et du déplacement des skyrmions magnétiques a été réalisé dans un seul appareil, démontrant les fonctions de base d'écriture, d'effacement et d'adressage des données.

La densité de courant critique était inférieure de près d'un ou deux ordres de grandeur à celle de la manipulation de parois de domaines magnétiques conventionnelles, démontrant la faible puissance des mémoires de course à base de skyrmions, selon le professeur Du.

Selon l'équipe, ces résultats ont des applications pour les mémoires ou les dispositifs logiques basés sur skyrmion. + Explorer plus loin

Les scientifiques ont réussi à manipuler un seul skyrmion à température ambiante