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Recentemente, il team di Du Haifeng che si occupa di nuovi materiali magnetici topologici e dispositivi di memoria presso l'Università di Anhui ha utilizzato la tecnologia di preparazione di dispositivi micro-nano con fascio ionico focalizzato per preparare l'unità di dispositivi a traccia Skyrmion più piccola al mondo (larghezza della traccia: 100 nm), combinata con un elevato spazio-tempo. -La tecnologia di microscopia elettronica Lorentz situ realizza il movimento unidimensionale, stabile ed efficiente degli skyrmioni magnetici da 80 nm in una traccia di 100 nm di larghezza guidata da impulsi elettrici di nanosecondi, ponendo le basi per la costruzione di nuovi magneti topologici ad alta densità, ad alta velocità e affidabili elettroni. I dispositivi elettronici forniscono un supporto importante. Risultati di ricerca rilevanti sono stati pubblicati su Nature Communications.

Nel 2009, gli scienziati tedeschi hanno scoperto una struttura magnetica con proprietà topologiche non banali, chiamate skyrmion magnetici, in un tipo di materiale magnetico metallico chirale. Presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, elevata stabilità e facile controllo della corrente. Si prevede che sarà utilizzato come supporto dati di prossima generazione per costruire nuovi dispositivi magnetoelettronici. Ottenere un movimento stabile e controllabile degli skyrmion magnetici nella nano-traccia guidata dalla corrente è uno dei problemi fondamentali nella costruzione dei dispositivi. Tuttavia, negli ultimi 15 anni di ricerca, i problemi chiave non sono stati risolti in modo efficace: le dimensioni del dispositivo sono troppo grandi e gli skyrmion magnetici vengono deviati durante il loro movimento.

In risposta al problema, il team di Du Haifeng ha sviluppato una tecnologia di elaborazione e preparazione del fascio ionico focalizzato per le unità strutturali del dispositivo e ha progettato e preparato nanostrisce FeGe di alta qualità (lunghezza: 10 μm; larghezza: 100 nm) con spessore uniforme, bordi lisci/ superfici e spessore dello strato amorfo inferiore a 2 nm), la dimensione più piccola attualmente riportata in larghezza; è stato sviluppato un chip di alimentazione in situ per microscopio elettronico a trasmissione, che ha ampliato la funzione di alimentazione in situ del microscopio elettronico a trasmissione Lorentz. Controllando l'ampiezza dell'impulso di corrente e la densità di corrente e utilizzando la struttura magnetica dello stato limite al confine della traccia per stabilizzare il movimento dello skyrmion, è stato ottenuto il movimento stabile e unidimensionale di un singolo skyrmion magnetico di 80 nm nella traccia FeGe da 100 nm .

Realizzazione sperimentale: la dimensione del dispositivo è di circa 100 nm; la larghezza minima effettiva dell'impulso di corrente è 2 ns; la velocità massima di movimento è vicina a 100 m/s; l'angolo di Hall dello skyrmion è 0°; Questi risultati dimostrano le caratteristiche di movimento stabile e ad alta velocità degli skyrmion magnetici nelle nano-tracce, ponendo le basi per la costruzione di dispositivi basati su skyrmion magnetici. (Giornalista Shi Ruiwen)