Sciencemag.cz
Doporučujeme
Skyrmiony jsou „magnetické víry“, tedy kvazičástice, kde všechny spiny ve víru míří jedním směrem (od jednoho bodu nebo k němu). Předpokládá se, že na tomto principu by mohla být založena příští generace systémů pro ukládání dat. Informaci může nést buď vůbec to, zda je na místě skyrmion přítomen, nebo směr orientace jeho spinů. Skyrmiony coby metoda pro ukládání dat každopádně spadají do oboru spintroniky.
V tenkých vrstvách feromagnetických materiálů bývají magnetické skyrmiony stabilní i při pokojové teplotě, mohou mít průměr až 10 nm. Lze je vytvářet i přesouvat pomocí vnějšího elektrického pole. Nové výzkumy ale ukazují, že skyrmiony lze zapisovat i mazat také prostřednictvím ultrarychlých laserových signálů o délce pod pikosekundy. Což znamená, že tento způsob manipulace s informací je rychlý a současně energeticky nenáročný.
Vědci z Max Born Institute, Helmholtz-Zentrum Berlin, Massachusetts Institute of Technology a dalších institucí nyní ovládání skyrmionů prostřednictvím laserových pulzů zkoumali podrobněji. Skyrmiony sledovali pomocí rentgenové mikroskopie založené na holografii (?), což umožnilo přímo vidět, co se se skyrmiony děje v důsledku aplikace laserových pulzů. Pokusy šlo provádět i v přítomnosti vnějšího magnetického pole. Výzkumníci tímto způsobem zkoumali feromagnetické i paramagnetické materiály.
Závěr má znít: pro konkrétní materiál existuje nastavení laseru, které umožňuje vytvářet skyrmion bez ohledu na předcházející stav na daném místě (nějak ve smyslu: nižší intenzita laseru nezmění původní stav dostatečně spolehlivě, nad určitou úroveň dodané energie se zase systém chaoticky rozvrátí). Intenzita vnějšího magnetického pole pak zase souvisí s tím, jak hustě lze takto skyrmiony ovládat.
Navíc autoři studie upozorňují na možnost, že jediný laserový pulz dokáže vygenerovat i určitou hustotu skyrmionů v dané oblasti jako celek. I to by mohlo jít vyžít pro určitý typ výpočtů…
Kathinka Gerlinger et al. Application concepts for ultrafast laser-induced skyrmion creation and annihilation, Applied Physics Letters (2021). DOI: 10.1063/5.0046033
Zdroj: Forschungsverbund Berlin e.V. / Phys.org
