Sciencemag.cz
Doporučujeme
Magnetické skyrmiony jsou víry magnetického pole, které překlápí spiny. Dají se použít k záznamu dat, kdy informaci nese samotná (ne)existence skyrmionu v daném místě. Skyrmiony lze ovládat pomocí vnějšího magnetického pole. Elektronika založená na skyrmionech by měla být energetický méně náročná a v některých ohledech také bližší biologickým neuronům než současné polovodičové technologie. Očekává se od ní proto také vysoký výpočetní výkon (alespoň pro některé aplikace), který ovšem bude dán také dalším postupem miniaturizace.
Nová studie publikovaná v ASC Nano nyní navrhuje vytváření skyrmionů přímo pomocí hrotu mikroskopu atomárních sil (AFM). Na tenkém filmu může takto v nanoměřítku vzniknout struktura, kde každý jednotlivý skyrmion funguje jako pixel. Skyrmiony jsou normálně neviditelné a jejich přečtení vyžaduje mít další mikroskop AFM s velkou citlivostí. Autoři výzkumu tvrdí, že toto všechno nabízí možnost využít skyrmiony také v kryptografii. K dešifrování by bylo kromě mikroskopu AFM potřeba také vědět, jaká část filmu vůbec ukrývá informaci. Pokus přečíst zprávu s chybně zvolenými parametry povede k jejímu zničení.
Aktuálně lze na milimetr čtvereční magnetického filmu takto pomocí skyrmionů vtěsnat asi 25 MB informací. Samotné skyrmiony mají velikost pod 100 nanometrů a její snížení na 10 nanometrů by umožnilo zvýšit hustotu zápisu až na 2,5 GB (opět na milimetr čtvereční). Nevýhodou metody je ovšem to, že zápis dat pomocí místního magnetického pole je i s pomocí špičkové přístrojové techniky velmi pomalý.
Studie dále zmiňuje možné využití skyrmionů pro komunikaci mezi zařízeními v subterahertzových a terahertzových vlnových délkách. Navíc uspořádaná dvojrozměrná pole skyrmionů mohou hrát rovněž roli umělých magnetických krystalů, kterými se prakticky bez ztráty energie mohou šířit spinové vlny (magnony).
A. V. Ognev et al. Magnetic Direct-Write Skyrmion Nanolithography, ACS Nano (2020). DOI: 10.1021/acsnano.0c04748
Zdroj: Far Eastern Federal University / Phys.org
Poznámka PH: Zajímavá se zde zdá být ještě jiná věc. V popsané studii (průvodní tiskové zprávě) informaci nenese samotná přítomnost skyrmionu. Ty jsou všude (jako pixely). Zapsaná informace odpovídá polarizaci skyrmionu (tj. zřejmě směru rotace?).
