Контролироль движения единичных скирмионов при комнатной температуре

12.12.2021

Ученые из японского Института физико-химических исследований RIKEN продемонстрировали разработанную ими технологию, позволяющую управлять движением и поведением единичных скирмионов - крошечных магнитных вихрей, которые могут быть использованы в качестве носителей информации в вычислительных устройствах и устройствах хранения данных следующих поколений. Но самым выдающимся в этом достижении является то, что все манипуляции со скирмионами могут проводиться при помощи слабых импульсов тока и при комнатной температуре.

Скирмионы - это крошечные квазичастицы, которые могут возникать и перемещаться в среде материалов с особыми магнитными свойствами под воздействием электрического тока. При этом, сила такого тока в несколько раз меньше, чем сила тока, требующаяся для переключения состояния традиционных магнитных доменов, на базе которых функционируют современные жесткие диски и другие магнитные носители информации.

Эта особенность питает надежды ученых, которые работают над устройствами хранения данных, обладающими крайне низким энергопотреблением и чрезвычайно высокой плотностью хранения информации. Помимо этого, скирмионы могут стать основой работы так называемых спинтронных вычислительных устройств, но для этого требуются технологии, позволяющие оперировать отдельными скирмионами очень малых размеров.

В большинстве случаев исследования, связанные со скирмионами, проводятся при чрезвычайно низких температурах и со скирмионами или группами скирмионов относительно больших размеров, порядка одного микрометра и больше. Однако японские исследователи использовали очень хитрый магнитный материал, соединение кобальта, цинка и марганца (Co9Zn9Mn2), который известен как магнитный материал с хиральной кристаллической решеткой.

Используя тонкую пластину из магнитного материала, ученые смогли найти условия, при которых в материале при комнатной температуре возникают крошечные скирмионы, размером в 100 нанометров. Наблюдения за поведением и движением этих квазичастиц проводились при помощи технологии просвечивающей электронной микроскопии Лоренца (Lorentz transmission electron microscopy). А управление осуществлялось кратковременными пиками магнитного поля, создаваемого электрическими импульсами, длительностью в несколько наносекунд.

Исследователи обнаружили, что скирмионы при помощи импульсов тока достаточно легко переводятся из неподвижного статического состояния до движения в потоке, и движутся с относительно высокой скоростью, составляющей 3 метра в секунду.

<< Назад: Процессоры Imagination Catapult на архитектуре RISC-V 12.12.2021

>> Вперед: Черный ящик Земли 11.12.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Смарт-часы Garmin Instinct 3 17.01.2025

Компания Garmin представила свои новые смарт-часы Instinct 3, которые являются последним поколением популярных часов для активного отдыха. Модель сочетает в себе высокую технологичность, улучшенную автономность и стильный дизайн, что делает ее идеальным выбором для людей, ведущих активный образ жизни. Garmin Instinct 3 предлагает улучшенные функции и отличную автономность, делая эти смарт-часы идеальными для любителей активного отдыха и экстремальных видов спорта. Это устройство сочетает в себе высокую прочность, функциональность и стиль, что делает его ценным аксессуаром для всех, кто хочет контролировать свое здоровье и оставаться на связи в любых условиях. Одной из главных особенностей Instinct 3 является наличие AMOLED-дисплея (или солнечного дисплея), который значительно улучшает визуальное восприятие и удобство использования устройства. Также новая версия получила металлическую рамку и встроенный фонарик, что добавляет дополнительную функциональность и делает часы более уни ...>>

Носить младенца удобнее слева 16.01.2025

Материнский инстинкт - удивительное явление, которое на протяжении тысячелетий помогает мамам заботиться о младенцах. Несмотря на развитие технологий и изменения образа жизни, многие аспекты ухода за детьми остаются неизменными. Одним из таких интуитивных действий является привычка держать ребенка на левой стороне тела. Как выяснили ученые, эта привычка связана не с доминирующей рукой, как предполагалось ранее, а с более глубокой биологической и эмоциональной причиной. Ношение ребенка на левой стороне обеспечивает ему большую безопасность и помогает установить тесную эмоциональную связь между матерью и младенцем. Правая половина мозга, управляющая левой стороной тела, отвечает за обработку эмоций и социальные сигналы. Когда ребенок находится с левой стороны, правое полушарие матери активнее реагирует на его мимику, плач и другие сигналы. Это позволяет маме быстрее распознавать и понимать эмоциональные состояния малыша, такие как страх, дискомфорт или радость. Такая связь особенно ...>>

Случайная новость из Архива Бионический глаз 24.09.2020 Ученые из австралийского университета Монаша готовятся к клиническим испытаниям первого в мире устройства, восстанавливающего зрение у полностью слепых людей. В рамках проекта было разработано устройство Gennaris. Оно представляет собой набор миниатюрных беспроводных электронных имплантов, которые располагаются на поверхности мозга и транслируют в него информацию. У многих клинически слепых людей повреждены не сами глаза, а зрительные нервы. Это повреждение препятствует передаче сигналов от сетчатки к зрительному центру мозга. Разработка австралийских ученых, по сути, имитирует этот канал передачи между сетчаткой и центрами мозга, отвечающими за зрение. Система устройства состоит из специально разработанного головного убора с камерой, беспроводного передатчика, видеопроцессора с особым программным обеспечением, а также набора пластинок 9-9 мм - электронных имплантов, которые будут помещены в мозг. Снимаемое видеокамерой головного убора, будет отправляться в процессор машинного зрения, который по размерам не превышает габариты смартфона, обработка на котором позволит извлечь из картинки всю полезную информацию. Обработанные данные будут передаваться по беспроводной сети внутрь имплантов. Этот процесс преобразует данные в последовательность электрических импульсов, которые будут стимулировать мозг с помощью микроэлектродов толщиной с волос, и в мозгу будет появляться зрительная картинка, подобная той, что видят зрячие люди. Импланты уже прошли успешные испытания на овцах. Работа представляет собой одно из первых в мире долгосрочных исследований полностью имплантируемого протеза кортикального зрения. Кроме того, исследования показали, что эта технология может не только вернуть зрение, но и улучшить состояние здоровья пациентов с неизлечимыми неврологическими состояниями, например, такими как паралич конечностей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025