Sciencemag.cz
Doporučujeme
Magnetické skyrmiony jsou kvazičástice – jakési víry magnetického pole, v nichž dochází ke koordinovanému překlápění spinů. Uvažuje se o nich jako budoucích spintronických paměťových médiích, protože skyrmion je stabilní jako celek, navíc s ním lze hýbat pomocí vnějšího magnetického pole i nebo i elektrickým proudem.
Vědci z Kiel University (vydala příslušnou tiskovou zprávu) a dalších institucí nyní zjistili, že skyrmiony mohou v atomově tenkých filmech kobaltu vznikat i spontánně. Podle studie publikované v Nature jejich stabilizace nevyžaduje vnější magnetické pole.
Výhodou těchto skyrmionů je jejich malá velikost. Známé víry se dosud v tomto ohledu pohybují na úrovni nanometrů až mikrometrů, nově objevený typ spadá na dolní hranici této škály. To je pro eventuální aplikace při ukládání dat samozřejmě důležité z hlediska hustoty informace; ta se přitom nekóduje do nějakých konkrétních speciálních vlastností skyrmionu, ale čistě do toho, zda se „vír“ na příslušném místě vyskytuje, nebo ne. Kromě velikosti je pro praktické využití skyrmionů důležitá rovněž jejich stabilita bez vnějšího magnetického pole.
Vlastnosti skyrmionů ve feromagnetických kobaltových filmech tlustých jen několik atomů byly předpovězeny na základě simulací na superpočítačích North-German Supercomputing Alliance. Posléze se tyto předpoklady podařilo potvrdit i pomocí skenovací tunelové mikroskopie s vysokým rozlišením. Stabilita skyrmionů v kobaltových filmech má být údajně dána neobvyklou konkurencí mezi různými magnetickými interakcemi (poznámka PH: pro laika se takové vysvětlení pochopitelně nijak neliší od mávání kouzelnou hůlkou). Což má být důležité i z následujícího důvodu: příslušný typ skyrmionů totiž celkem vyhovuje z hlediska velikosti i proto, že se nemusí vytvářet pomocí vnějšího magnetického pole. Problém však je, že všechny popsané jevy probíhají jen za velmi nízkých teplot. Praktické využití skyrmionů v běžné elektronice vyžaduje fungování při pokojové teplotě. Cílem je tedy najít materiál, kde by „magnetická konkurence“ existovala i za vyšších teplot…
Sebastian Meyer et al. Isolated zero field sub-10 nm skyrmions in ultrathin Co films, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-11831-4
Zdroj: Kiel University/Phys.org a další
Glosář Aldebaran
Aldebaran: Skyrmiony útočí – podrobnější článek
