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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：5400
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(shù)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(jié)合高時空分辨原位洛倫茲電鏡技術(shù)，實現(xiàn)了納秒電脈沖驅(qū)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(gòu)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(jié)構(gòu)，其物理性質(zhì)由手性自旋結(jié)構(gòu)和拓撲性質(zhì)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(qū)動，并且其能夠在復(fù)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。科學家估計，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(guān)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(shù)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(jié)合高時空分辨原位洛倫茲電鏡技術(shù)，實現(xiàn)了納秒電脈沖驅(qū)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(gòu)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(guān)研究團隊通過發(fā)展器件結(jié)構(gòu)單元聚焦離子束加工制備技術(shù)，設(shè)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(zhì)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(yīng)，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(jié)果為基于磁斯格明子器件的構(gòu)筑奠定了基礎(chǔ)，推動了開發(fā)更快速、更可靠的數(shù)據(jù)存儲和處理技術(shù)的進程。
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