Des scientifiques manipulent avec succès un seul skyrmion à température ambiante


Des-scientifiques---succes-un-seul-skyrmion-a-temperature.jpg" alt="Wissenschaftler manipulieren erfolgreich ein einzelnes Skyrmion bei Raumtemperatur" title="Abb. 1: Ein einzelnes Skyrmion in einem Co9Zn9Mn2-à base de microcomposant à température ambiante (RT). un schéma de la structure cristalline de Co9Zn9Mn2 (Groupe d’espace : P4132 ou P4 332). b Le schéma en coupe du micro-dispositif composé d’un (001) Co9Zn9Mn2 plaque mince (voir les détails dans la Fig supplémentaire 1). c Cartes d’induction magnétique d’un skyrmion métastable, généré à RT et un champ magnétique de -80 mT le long de la direction -z. L’encart en (c) montre l’image L-TEM trop focalisée du skyrmion. La roue chromatique code la direction des composants magnétiques dans le plan et le contraste sombre code les composants hors du plan. d Schéma du mouvement de Skyrmion avec déplacement de (△ x △ x) et transversal (△ y △ y), qui est induit par le courant électrique pulsé (j) de gauche à droite. Crédits photos : DOI : 10.1038 / s41467-021-27073-2  » largeur = » 800  » hauteur = » 530  » />

Fig. 1 : Un seul skyrmion dans un co9Zn9Mn2-à base de micro-appareil à température ambiante (RT). un schéma de la structure cristalline de Co9Zn9Mn2 (Groupe d’espace : P4132 ou P4332). b Le schéma en coupe du microcomposant constitué d’un (001) Co9Zn9Mn2 plaque mince (voir détails dans la Fig. 1 supplémentaire). c Cartes d’induction magnétique d’un skyrmion métastable, généré à RT et un champ magnétique de -80 mT le long de la direction -z. L’encart en (c) montre l’image L-TEM trop focalisée du skyrmion. La roue chromatique code la direction des composants magnétiques dans le plan et le contraste sombre code les composants hors du plan. d Schéma du mouvement de Skyrmion avec déplacement de translation (△ x △ x) et transversal (△ y △ y), qui est induit par le courant électrique pulsé (j) de gauche à droite. Crédit photo : DOI : 10.1038 / s41467-021-27073-2

Des scientifiques du RIKEN Center for Emergent Matter Science et leurs collègues ont montré qu’ils pouvaient manipuler des skyrmions individuels – de minuscules tourbillons magnétiques qui pourraient être utilisés comme bits de calcul dans les futurs supports de stockage d’informations ultra-denses – à l’aide d’impulsions de courant électrique à température ambiante.

Les skyrmions – de minuscules particules qui peuvent être déplacées sous de petits courants électriques de plusieurs ordres de grandeur inférieurs à ceux utilisés pour alimenter les murs de domaines magnétiques – sont à l’étude dans l’espoir de trouver des applications prometteuses dans les dispositifs de stockage de données à faible énergie. La clé du développement de dispositifs spintroniques est la capacité de manipuler et de mesurer efficacement un seul petit vortex.

La plupart des recherches à ce jour se sont concentrées sur la dynamique des skyrmions d’un micromètre ou plus ou des amas de skyrmions qui se sont stabilisés en dessous de la température ambiante. Pour les recherches en cours, publiées dans Communication nature, les chercheurs ont utilisé une fine plaque magnétique fabriquée à partir d’un composé de cobalt, de zinc et de manganèse, Co9Zn9Mn2connu sous le nom d’aimant à réseau chiral. Ils ont observé directement la dynamique d’un skyrmion unique d’une taille de 100 nanomètres à température ambiante en utilisant la microscopie électronique à transmission de Lorentz. Ils ont pu suivre les mouvements du skyrmion et contrôler ses directions de mouvement Hall en inversant le champ magnétique lorsqu’il est exposé à des impulsions électriques ultra-rapides – de l’ordre de la nanoseconde. Le groupe a découvert que le mouvement du skyrmion présentait une transition dynamique d’un état statique fixe à un mouvement fluide en rampant sous le stimulus du courant électrique, et a quantifié la vitesse relativement élevée du skyrmion de plus de 3 mètres par seconde.

Premier auteur Licong Peng, postdoc spécial au RIKEN CEMS : « C’est très excitant, car pour la première fois, nous avons pu utiliser des courants électriques pour manipuler des skyrmions individuels à température ambiante dans des aimants chiraux en réseau.

Selon Xiuzhen Yu, chef du groupe de recherche, « cette recherche conduira à d’autres études sur la dynamique de diverses textures de spin topologiques qui conduiront au développement de dispositifs basés sur skyrmion ».


Le flux de chaleur contrôle le mouvement des skyrmions dans un aimant isolant


Plus d’information:
Licong Peng et al., Transition dynamique du mouvement Skyrmion unique entraîné par le courant dans un aimant en treillis chiral à température ambiante, Communication nature (2021). DOI : 10.1038 / s41467-021-27073-2

Citation: Des scientifiques manipulent avec un seul skyrmion à température ambiante (2021, 24 novembre), consulté le 25 novembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-11-scientists-successfully-skyrmion-room-temperature.html

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