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Recientemente, el equipo de Du Haifeng de nuevos materiales magnéticos topológicos y dispositivos de memoria en la Universidad de Anhui utilizó tecnología de preparación de micronanodispositivos de haz de iones enfocados para preparar la unidad de dispositivo de seguimiento skyrmion más pequeña del mundo (ancho de seguimiento: 100 nm), combinada con un alto espacio-tiempo. La tecnología de microscopía electrónica de Lorentz -situ realiza el movimiento unidimensional, estable y eficiente de skyrmions magnéticos de 80 nm en una pista de 100 nm de ancho impulsada por pulsos eléctricos de nanosegundos, sentando las bases para la construcción de nuevos imanes topológicos confiables, de alta densidad y alta velocidad. Los electrones. Los dispositivos electrónicos proporcionan un apoyo importante. Los resultados de la investigación relevante se publicaron en Nature Communications.

En 2009, científicos alemanes descubrieron una estructura magnética con propiedades topológicas no triviales, llamada skyrmions magnéticos, en un tipo de material magnético metálico quiral. Tiene las ventajas de tamaño pequeño, alta estabilidad y fácil control de la corriente. Se espera que se utilice como portador de datos de próxima generación para construir nuevos dispositivos magnetoelectrónicos. Lograr un movimiento estable y controlable de skyrmions magnéticos en la nanopista impulsado por corriente es una de las cuestiones centrales en la construcción de dispositivos. Sin embargo, en los últimos 15 años de investigación, los problemas clave no se han resuelto de manera efectiva: el tamaño de la característica del dispositivo es demasiado grande y los skyrmions magnéticos se desvían durante su movimiento.

En respuesta al problema, el equipo de Du Haifeng desarrolló una tecnología de preparación y procesamiento de haces de iones enfocados para unidades estructurales de dispositivos, y diseñó y preparó nanotiras de FeGe de alta calidad (longitud: 10 μm; ancho: 100 nm) con espesor uniforme y límites suaves. superficies y espesor de capa amorfa inferior a 2 nm), se desarrolló el tamaño más pequeño actualmente reportado en ancho; se desarrolló un chip de alimentación in situ de microscopio electrónico de transmisión, que amplió la función de alimentación in situ del microscopio electrónico de transmisión de Lorentz. Al controlar el ancho del pulso actual y la densidad de corriente, y usar la estructura magnética de estado de borde en el límite de la pista para estabilizar el movimiento del skyrmion, se logró el movimiento unidimensional y estable de un único skyrmion magnético de tamaño de 80 nm en la pista FeGe de 100 nm. .

Realización experimental: el tamaño de la característica del dispositivo es de aproximadamente 100 nm; el ancho de pulso de corriente efectivo mínimo es de 2 ns; la velocidad máxima de movimiento es cercana a 100 m/s el ángulo de Skyrmion Hall es de 0 °. Estos resultados demuestran las características de movimiento estable y de alta velocidad de los skyrmiones magnéticos en nanopistas, sentando las bases para la construcción de dispositivos basados ​​en skyrmiones magnéticos. (Reportero Shi Ruiwen)