Detaily článku

Nanostruktury s unikátními vlastnostmi skyrmionů

Vědci z Paul Scherrer Institutu (PSI) poprvé vytvořili a zdokumentovali antiferomagnetické skyrmiony s unikátními vlastnostmi.
Skyrmiony jsou nanoškálové víry poprvé teoreticky předpovězeny Tony Skyrmem v roce 1962. Jedná se o oblasti s opačnými spiny. Vědcům se je nyní podařilo zobrazit pomocí neutronového rozptylu a mohou mít zajímavé uplatnění v moderní výpočetní technice.

Datum: 5.10.2020

nanobjekty, antiferromagnetické skyrmiony

Magnetické vlastnosti materiálu závisí na spinu jeho atomů. Můžeme si je přestavit jako maličké tyčinkovité magnety. Ve feromagnetické látce jsou tyto magnety uspořádány v jednom směru, v paramagnetické látce jsou rozmístěny náhodně a v antiferomagnetické látce jsou umístěny v jednom směru, ale vždy dva následující mají opačný spin. Tato dvojice atomů s opačným spinem se dá vytvořit v jakékoliv magnetické látce a nazývá se skyrmion.

Skyrmiony mohou nést užitečnou informaci - jejich přítomnost v daném místě může znamenat 1, nepřítomnost 0. Velikost skyrmionů je mnohem menší, než je velikost oblastí, kam se ve současnosti ukládají data na magnetických nosičích. Využití skyrmionů ve výpočetní technice je nasnadě.

Skyrmiony mohou být ovládány vnějším magnetickým polem a informace z nich může být čtena pomocí jevu magnetorezistence (elektrický odpor závisí na magnetickém poli).

Vědci z PSI nyní vytvořili antiferomagnetické skyrmiony ve speciálním krystalu. K reálné aplikaci však ještě povede delší cesta, protože jev se objevil až při teplotě -272 °C a aplikovaná magnetická pole byla velmi silná (3T, což je 100 000 krát více než je magnetické pole Země).
K identifikaci skyrmionů byl použit neutronový rozptyl na Swiss Spallation Neutron Source SINQ v PSI.

Vědci jsou optimističtí. Antiferomagnetické vlastnosti vykazuje mnoho látek, včetně některých organických. Teplotu udržení antiferomagnetického stavu je možno ladit až k pokojové teplotě. Pokud se tohoto dosáhne a bude možno individuálně řídit jednotlivé skyrmiony, tak to může být významný krok kupředu v informačních technologiích.

Zdrojem informací je Chemeurope.
Kredit obrázku: Paul Scherrer Institut/Diego Rosales

Pro kompletní informace si přečtěte celý článek.