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安徽大學帶來新成果 有望改變未來存儲載體
2024年07月17日 11:36:40
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：5472
安徽大學新型拓撲磁性材料與存儲器件杜海峰團隊，利用聚焦離子束微納器件制備技術制備出了世界上最小尺寸的斯格明子賽道器件單元(賽道寬度：100 nm)，結合高時空分辨原位洛倫茲電鏡技術，實現(xiàn)了納秒電脈沖驅動下，100 nm寬度賽道中80 nm磁斯格明子一維、穩(wěn)定、高效的運動，為構筑高密度、高速度、可靠的新型拓撲磁電子學器件提供了重要支撐。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】2009年，德國科學家在一類手性金屬磁性材料中發(fā)現(xiàn)了磁斯格明子，為數(shù)據(jù)存儲的載體提供了一條新的研究方向。
磁斯格明子是一種拓撲孤立子，具有準粒子特性，表現(xiàn)為一種螺旋狀手性磁結構，其物理性質由手性自旋結構和拓撲性質決定。由于拓撲保護，磁斯格明子具有較高的穩(wěn)定性，同時這種粒子還可以被很低的電流所驅動，并且其能夠在復雜環(huán)境中保持較好的性能，因此被認為是實現(xiàn)高密度、高速度存儲的理想載體?？茖W家估計，利用磁斯格明子，可以將筆記本計算機硬盤縮小至花生大小，將iPad平板電腦的硬盤縮小至米粒大小。不過想要達到這一步，首先要實現(xiàn)斯格明子在納米尺度的賽道中穩(wěn)定、可控地移動，這并不容易。
而關于這個問題，我國的科研團隊得到了階段性突破。
安徽大學新型拓撲磁性材料與存儲器件杜海峰團隊，利用聚焦離子束微納器件制備技術制備出了世界上最小尺寸的斯格明子賽道器件單元(賽道寬度：100 nm)，結合高時空分辨原位洛倫茲電鏡技術，實現(xiàn)了納秒電脈沖驅動下，100 nm寬度賽道中80 nm磁斯格明子一維、穩(wěn)定、高效的運動，為構筑高密度、高速度、可靠的新型拓撲磁電子學器件提供了重要支撐。
據(jù)悉，相關研究團隊通過發(fā)展器件結構單元聚焦離子束加工制備技術，設計制備出厚度均勻、邊界/表面平整、非晶層厚度小于2 nm的高質量FeGe納米條帶，解決了器件特征尺寸太大，不符合器件的高密度要求的難點；研制了透射電鏡原位加電芯片，擴展了洛倫茲透射電鏡原位加電功能，通過控制電流脈沖的寬度和密度，解決了斯格明子霍爾效應，成功穩(wěn)定了斯格明子的運動，避免了其在賽道邊界的偏移和消失。
根據(jù)安徽大學公開的資料。研究團隊實現(xiàn)單個80 nm大小的磁斯格明子在100 nm FeGe賽道中的一維、穩(wěn)定運動。最小有效電流脈沖寬度2 ns；最大運動速度接近100 m/s；斯格明子霍爾角為0°。這些結果為基于磁斯格明子器件的構筑奠定了基礎，推動了開發(fā)更快速、更可靠的數(shù)據(jù)存儲和處理技術的進程。
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