Около пяти лет назад исследовательская группа из Германии продемонстрировала, что магнитные скирмионы могут использоваться в качестве основы новых технологий магнитной записи и хранения данных. Но, для того, чтобы такая “скирмионная” магнитная память могла работать, требовалось ее охлаждение до температур, близких к температуре абсолютного нуля. Не так давно другая группа, группа из нескольких французских научных учреждений и университетов, впервые в истории обнаружила единичные магнитные скирмионы, существующие при комнатной температуре. Данное открытие может стать основой нового направления исследований, которое приведет к созданию нового вида высокоплотной и высокоскоростной магнитной памяти, не требующей охлаждения и работающей при нормальных условиях окружающей среды.
Скиримион – это один из видов квазичастиц, возникающих и существующих на поверхности магнитных материалов. Скирмионы, описанные теоретически около 60 лет назад физиком Тони Скайрмом (Tony Skyrme), представляют собой крошечные вращающиеся магнитные “водовороты”, которые, словно мышь под ковром, могут передвигаться по поверхности материала. Скирмионы привлекательны для технологий записи и хранения информации тем, что их габаритные размеры в десятки раз меньше размеров ячеек памяти, используемой в современных электронных устройствах. Но для возможности практического применения требуются технологии создания, перемещения, разрушения и других манипуляций со скирмионами, работающие при комнатной температуре.
Для того, чтобы зарегистрировать и изучить свойства скирмионов, существующих при комнатной температуре, исследователи использовали комбинацию электрических измерений и магнитной съемки. Инициатором этих измерений служил электрический импульс, а о наличии скирмиона говорило полученное значение удельного сопротивления Холла. Одним из аспектов проделанной учеными работы являлось то, что при помощи метода электронно-лучевой литографии участок магнитного материала был обработан таким образом, что на его поверхности была создана область, структура которой благоприятствует возникновению скирмионов. Такой подход позволил ученым знать заранее ориентировочное число скирмионов, их размеры и интенсивность, что существенно упростило процедуру их регистрации, которая в будущем может стать аналогом процедуры чтения данных из “скирмионной” магнитной памяти.
Исследователи отмечают, что проделанная ими работа является лишь первым шагом на длинном пути к созданию реальных устройств магнитной записи и хранения данных, работа которых основана на использовании магнитных скирмионов. Они прогнозируют, что первые такие устройства могут появиться через 10-15 лет если данному направлению исследований будет уделено должное внимание.