Скирмионы или мельчайшие магнитные вихревые структуры, направление магнитной оси индивидуальных атомов в которых меняется по мере удаления от центра вплоть до полной противоположности — это интересуют учёных уже не первый год.

^[1]

Скирмион — математическая модель в физике элементарных частиц, применяемая для моделирования барионов. Автор Тони Скайрм (англ. Tony Skyrme).

Прогнозируется, что кроме барионов скирмионы могут возникнуть в конденсате Бозе-Эйнштейна, в сверхпроводниках. Скирмионы также могут описать некоторые хиральные магнитные вихри в тонких слоях магнитных материалов.

Скирмион как устойчивая структура может служить единицей для записи данных на магнитном носителе, и в этом заключается главная практическая ценность проводимых исследований.

Главная особенность скирмиона заключается в возможности воспроизвести его в магнитном материале с меньшими энергетическими затратами, чем в случае изменения намагниченности обычного домена на магнитном носителе жёсткого диска. Происходит это благодаря тому, что векторы атомов в магнитном вихре уже частично и даже полностью развёрнуты в нужную сторону, тогда как в обычном случае приходится менять направление намагниченности на полностью противоположное.

Очевидно, что подобные качества скирмионов заставляют задуматься об использовании мельчайших магнитных вихрей в качестве основы для памяти будущего. Остаётся решить вопросы масштабирования, подобрать материалы и создать условия для формирования устойчивых вихревых структур при комнатных температурах. Что-то из этого решено, пусть частично, что-то требуется решить.

Так, учёные из Университета Небраски-Линкольна (University of Nebraska–Lincoln) смогли закрутить магнитную спираль скирмиона диаметром всего 13 нм. До этого рекордом считался 50-нм скирмион, и дальше дело не шло. Материалом, на котором создан мельчайший магнитный вихрь, остаётся моносилицид марганца (MnSi).

Температура, при котором скирмион оставался стабильным, составила −230 °C.

Интересным явлением также считается возможность перемещения скирмион с помощью электрических имульсов. Это открывает путь к так называемой трековой памяти, когда данные хранятся и считываются с наномасштабных нитей.

В магнитной нити или треке электрический ток способен передавать вихревое состояние (скирмион) от одной группы атомов к другой. Это очевидным образом открывает возможность создания магнитных носителей без механически движущихся частей. Иначе говоря, с высочайшей и недоступной механическим конструкциям надёжностью.

Перспективной, например, считается разработка треков шириной около 20 нм. Опыты группы учёных из Университета Небраски-Линкольна приближают создание подобных систем хранения данных.

По материалам: 3dnews.ru ^[2] и других открытых источников

См. также:

• Российские специалисты разрабатывают «вечный» диск для хранения данных 100 тысяч лет ^[3]
• Разработана технология хранения данных в ДНК ^[4]
• В России разработали многослойные 3D-оптические носители информации флуоресцентного типа ^[5]
• Компания Fujitsu представила новую память FRAM для использования непосредственно в автомобилях ^[6]
• Двухслойный графен — перспективный материал, который найдёт применение в электронных и оптических устройствах следующего поколения ^[7]
• Fujitsu выпустит энергонезависимую память на углеродных нанотрубках — NRAM ^[8]
• Создан новый тип накопителя — «атомный» жесткий диск ^[9]
• Microsoft записала 200 МБ данных в молекулу ДНК размером с крупинку соли ^[10]
• Учёные разработали наноструктурированные стеклянные 5D-диски, которые смогут хранить цифровые данные в течение миллиардов лет ^[11]
• Российский жесткий диск на 50 мегабайт, весом в 25 килограммов за 4 миллиона рублей ^[12]