Onderzoekers brengen voor het eerst magnetische skyrmionen in beeld bij kamertemperatuur

Een internationaal onderzoeksteam, dat werkt met geavanceerde technologie aan de Universiteit van Nebraska-Lincoln, heeft een ontdekking gedaan die de materialen die worden gebruikt in de volgende generatie, energiezuinige geheugen- en logische apparaten dramatisch kan uitbreiden.

Het team, waartoe Abdelghani Laraoui uit Nebraska behoort, assistent-professor in de mechanische en materiaalkunde, demonstreerde voor het eerst met succes de beeldvorming van magnetische skyrmionen bij kamertemperatuur in door compositie ontworpen magnetische materialen. Het team observeerde de kleine, vortexachtige deeltjes in deze magnetische materialen met behulp van een stikstofvacancy-scansonde in het laboratorium van Laraoui. De bevindingen zijn gepubliceerd in ACS Nano.

“Deze ontdekking is een enorme stap voorwaarts omdat wetenschappers tot nu toe deze skyrmionen in bulk chirale magnetische materialen alleen bij zeer lage temperaturen konden waarnemen”, zei Laraoui. “Als je ze bij kamertemperatuur kunt bestuderen, gaat er een hele nieuwe wereld aan toepassingen en mogelijkheden open.”

Traditionele harde schijven gebruiken de richting van de magnetisatie van magnetische materialen om binaire gegevens op te slaan. De magnetisatie kan worden geregeld met een magnetisch veld, licht of elektrische stroom, waardoor gegevensopslag met hoge dichtheid mogelijk is. Wanneer de magnetische bits echter kleiner worden, zijn ze gevoeliger voor thermische ruis en defecten in het materiaal die de gegevensintegriteit in gevaar kunnen brengen.

Het manipuleren van skyrmionen met elektrische stroom kan ervoor zorgen dat de volgende generatie computer- en geheugenapparaten efficiënter werken. Door dit bij kamertemperatuur en met goedkopere materialen aan te tonen, zal de toekomst van de volgende generatie computer-, geheugen- en logische apparaten veranderen, zei Laraoui.