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铁电可调闪光的第一个例子为下一代磁存储器件带来了新的希望

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-05-11浏览次数:1011

我们在数据存储密度和存储设备速度方面达到了硅功能的极限。潜在的下一代数据存储组件之一是磁性skyrmion。基础科学研究所(IBS)内的一个相关电子系统中心团队与中国科技大学合作,报告小型和铁电可调谐发现。在Nature Materials上发表,这项工作引入了新的引人注目的优势,使skyrmion研究更接近应用。

想象一下将记忆存储在skyrmions上 - 旋转自旋的稳定磁扰动(磁矩) - 读取和写入将比目前使用的磁隧道结更快,消耗更少的能量并产生更少的热量。在将来的存储器和逻辑器件中,1和0位分别对应于磁性skyrmion的存在和不存在。虽然在实验室中发现了许多skyrmion系统,但为我们的技术需求生产可控的纳米级skyrmion仍然非常具有挑战性。

在这项研究中,研究人员发现,直径小于100纳米的skyrmions自发形成超薄材料,由一层钛酸钡(BaTiO3)和一层钌酸锶(SrRuO3)组成。低于160开尔文(-113摄氏度),SrRuO3是铁磁性的,这意味着它的自旋平行排列。然而,当两层重叠时,特殊的磁相互作用导致SrRuO3的旋转旋转,从而产生磁性物质。通过使用磁性显微镜和霍尔测量,检测到该特定磁性结构低于80开尔文(-193摄氏度)。

此外,通过操纵BaTiO3层的铁极化,该团队能够改变skyrmions的密度和热力学稳定性。调制是非易失性的(当电源关闭时它会持续存在),可逆和纳米级。

“磁性和铁电性是凝聚态物理学中的两个重要研究课题。它们通常是分开研究的,但我们将它们结合起来,”该研究的第一作者王灵飞解释道。 “这种相关性提供了一个理想的机会,可以将成熟铁电设备的高可调性与skyrmions的优势集成到下一代存储器和逻辑器件中。”