_ Reducerea la scară a dispozitivelor de stocare: memorie magnetică bazat pe chiralitatea magneților spiralați

O echipă de cercetători a propus un nou concept pentru dispozitivele de memorie bazate pe magnet, care ar putea revoluționa dispozitivele de stocare a informațiilor datorită potențialului lor de integrare pe scară largă, nevolatilitate și durabilitate ridicată.

Detaliile descoperirilor lor au fost publicate în revista Nature Communications pe 7 martie 2024.

Dispozitivele Spintronic, reprezentate de memoria magnetică cu acces aleatoriu (MRAM), utilizează magnetizarea direcția materialelor feromagnetice pentru memorarea informațiilor. Datorită lipsei de volatilitate și consumului redus de energie, dispozitivele spintronice vor juca probabil un rol esențial în viitoarele componente de stocare a informațiilor.

Cu toate acestea, dispozitivele spintronice pe bază de feromagneți au un potențial capcan. Feromagneții generează câmpuri magnetice în jurul lor, care afectează feromagneții din apropiere. Într-un dispozitiv magnetic integrat, acest lucru are ca rezultat diafonia între biții magnetici, ceea ce va limita densitatea memoriei magnetice.

Echipa de cercetare, formată din Hidetoshi Masuda, Takeshi Seki, Yoshinori Onose și alții de la Institutul pentru Universitatea Tohoku Materials Research și Jun-ichiro Ohe de la Universitatea Toho, au demonstrat că materialele magnetice numite magneți elicoidali pot fi utilizate pentru un dispozitiv de memorie magnetică, care ar trebui să rezolve problema câmpului magnetic.

În magneții elicoidal, direcțiile de momentele magnetice atomice sunt ordonate în spirală. Pentru a memora informația ar putea fi folosită mâna dreaptă sau stângă a spiralei, numită chiralitate. Câmpurile magnetice induse de fiecare moment magnetic atomic se anulează reciproc, astfel încât magneții elicoidal nu generează niciun câmp magnetic macroscopic. „Dispozitivele de memorie bazate pe mâna helimagneților, fără diafonia dintre biți, ar putea deschide o nouă cale pentru îmbunătățirea densității memoriei”, spune Masuda.

Echipa de cercetare a demonstrat că memoria chirală poate să fie scris și citit la temperatura camerei. Ei au fabricat pelicule subțiri epitaxiale ale unui helimagnet MnAu2 la temperatura camerei și au demonstrat comutarea chiralității (mâna dreaptă și stângă a spiralei) de către impulsurile curentului electric sub câmpuri magnetice. Mai mult, ei au fabricat un dispozitiv cu două straturi compus din MnAu2 și Pt (platină) și au demonstrat că memoria chiralității poate fi citită ca o schimbare a rezistenței, chiar și fără câmpuri magnetice.

„Am descoperit capacitatea potențială a memorie de chiralitate în magneți elicoidal pentru dispozitivele de memorie de generația următoare; poate oferi biți de memorie de înaltă densitate, nevolatili și extrem de stabili", adaugă Masuda. „Sperăm că acest lucru va duce la viitoare dispozitive de stocare cu o densitate de informație foarte mare și o fiabilitate ridicată.”

(Fluierul)