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最近、安徽大学のDu Haifeng氏の新しいトポロジカル磁性材料およびメモリデバイスのチームは、集束イオンビームマイクロナノデバイス作製技術を使用して、高時空と組み合わせた世界最小のスキルミオントラックデバイスユニット（トラック幅：100nm）を作製した。その場ローレンツ電子顕微鏡技術は、ナノ秒の電気パルスによって駆動される100nm幅のトラック内で80nmの磁気スキルミオンの一次元的で安定した効率的な動きを実現し、高密度、高速、信頼性の高い新しいトポロジカル磁気の構築の基礎を築きます。電子機器は重要なサポートを提供します。関連する研究結果は Nature Communications に掲載されました。

2009 年、ドイツの科学者は、キラル金属磁性材料の一種で、磁気スキルミオンと呼ばれる、自明ではないトポロジカル特性を持つ磁気構造を発見しました。小型、高安定性、電流制御が容易などの利点があり、新しい磁気電子デバイスを構築するための次世代データキャリアとして期待されています。電流によって駆動されるナノトラック内で磁気スキルミオンの安定した制御可能な動きを実現することは、デバイス構築における中心的な課題の 1 つです。しかし、過去 15 年間の研究において、重要な問題は効果的に解決されていません。デバイスの形状サイズが大きすぎることと、磁気スキルミオンが移動中に偏向されることです。

この問題に対応して、Du Haifengのチームは、デバイス構造単位の集束イオンビーム加工および準備技術を開発し、均一な厚さ、滑らかな境界を備えた高品質のFeGeナノストリップ（長さ：10μm、幅：100nm）を設計および準備した。表面、アモルファス層の厚さは 2 nm 未満）、現在報告されている幅の最小サイズである透過電子顕微鏡のその場パワー供給チップが開発され、ローレンツ透過電子顕微鏡のその場パワー供給機能が拡張されました。電流パルス幅と電流密度を制御し、トラック境界のエッジ状態磁気構造を利用してスキルミオンの動きを安定させることにより、100nmのFeGeトラック内で80nmサイズの単一磁気スキルミオンの一次元安定動作が達成されました。 。

実験による実現: デバイスのフィーチャ サイズは約 100nm、最小有効電流パルス幅は 2ns、最大移動速度は 100m/s に近く、スキルミオン ホール角度は 0°です。これらの結果は、ナノトラック内の磁気スキルミオンの高速かつ安定した運動特性を実証し、磁気スキルミオンをベースとしたデバイスの構築の基礎を築きました。 （史瑞文記者）