과학자들은 열을 사용하여 skyrmions와 antiskyrmions 간의 전환을 만듭니다.

전력 소비가 낮은 새로운 스핀트로닉스 장치를 개발하는 데 도움이 될 수 있는 실험에서 RIKEN 연구원과 공동 연구자는 단결정 박판 장치에서 열과 자기장을 사용하여 스커미온 및 반스커미온으로 알려진 자기 소용돌이와 반와류 사이의 전이를 생성했습니다. 가장 중요한 것은 실온에서 이를 달성했다는 것입니다.

물질 내 전자의 스핀을 수반하는 특수 자성물질에 포함된 물질인 스커미온(Skyrmions)과 반스커미온(AntiSkyrmions)은 스커미온이 역할을 하는 등 차세대 메모리 소자에 활용될 수 있어 활발하게 연구되고 있는 분야이다. “1” 비트, 대공격은 “0” 비트입니다. 과거에 과학자들은 여러 가지 방법으로 그것들을 움직일 수 있었고 전류를 사용하여 그것들 사이에 변형을 만들 수 있었습니다. 그러나 현재의 전자 장치는 전기 에너지를 소비하고 폐열을 발생시키기 때문에 RIKEN 신흥 재료 과학 센터의 Xiuzhen Yu가 이끄는 그룹의 연구원들은 열 구배를 사용하여 전이를 생성할 수 있는 방법을 찾을 수 있는지 알아보기로 결정했습니다.

Yu에 따르면, “발전소, 자동차, 소각로 및 공장에서 생산되는 에너지의 거의 3분의 2가 열로 낭비되기 때문에 우리는 이전에는 가능하지 않았던 Skyrmions와 Antiskyrimions 간의 전환을 만드는 것이 중요하다고 생각했습니다. 열을 이용하여 전류로 이루어진다.”

Nature Communications 저널에 발표된 연구를 수행하기 위해 연구원들은 철로 구성된 단결정 자석(Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P에서 소형 장치를 만들기 위해 매우 정밀한 제조 시스템인 집속 이온빔을 사용했습니다. 니켈, 팔라듐 및 인 원자 그런 다음 매우 작은 규모로 재료의 자기 특성을 검사하는 고급 방법인 주사 로렌츠 현미경을 사용했습니다.

그들이 발견한 것은 온도 구배가 자기장과 동시에 결정에 적용되었을 때 실온에서 그 내부의 반전 방지가 먼저 비위상적 기포로 변했다는 것입니다. 이는 반사와 반사 방지 사이의 일종의 전이 상태입니다. 그런 다음 온도 구배가 증가하면서 반사됩니다. 그런 다음 열 구배가 제거된 경우에도 스커미온으로 안정적인 구성을 유지했습니다.

이는 이론적 기대와 일치하는 결과였지만 두 번째 결과는 그룹을 놀라게 했다. 유 그룹의 박사후 연구원인 파미 사미 야신(Fahmi Sami Yassin)에 따르면, “우리는 자기장이 적용되지 않았을 때 열 구배로 인해 스커미온에서 반스커미온으로 변환되었으며, 이는 물질 내에서도 안정적으로 유지되었다는 사실에 놀랐습니다. .”

그는 계속해서 다음과 같이 말합니다. “이것에 대해 매우 흥미로운 점은 열 구배(기본적으로 폐열 사용)를 사용하여 자기장이 적용되는지 여부에 따라 천공과 반천공 사이의 전환을 유도할 수 있다는 것입니다.” 중요합니다. 특히 실온에서 할 수 있었기 때문에 더욱 그렇습니다. “이것은 폐열을 사용하는 비휘발성 메모리 장치와 같은 새로운 유형의 정보 저장 장치로의 길을 열 수 있습니다.”

Liu에 따르면, “우리는 그의 발견에 대해 매우 기쁘게 생각하며, 실제 열척추전자공학 및 기타 스핀트로닉스를 구축하려는 목표를 가지고 대스카미온 운동의 열 제어를 포함하여 새롭고 보다 효율적인 방법으로 스커미온과 대스카미온을 조작하기 위한 연구를 계속할 계획입니다. 일상생활에서 사용할 수 있는 기기'를 말합니다. “더 나은 장치를 만들기 위해서는 다양한 장치 디자인과 아키텍처를 신중하게 탐색해야 합니다.”

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