Spintronické systémy budou pravděpodobně hrát klíčovou roli v budoucích komponentách pro ukládání dat. Tato zařízení na bázi feromagnetů však mají dosud jeden velký problém: feromagnety kolem sebe vytvářejí magnetická pole, která ovlivňují další feromagnety v jejich blízkosti. V integrovaném magnetickém zařízení to pak vede k chybám, respektive hustota magnetické paměti/míra miniaturizace je kvůli tomu omezena.
Tým, který tvořili Hidetoshi Masuda, Takeshi Seki, Yoshinori Onose a další vědci Tohoku University a Jun-ichiro Ohe z Toho University (Japonsko) prokázal, že magnetické materiály nazývané spirálové magnety lze využít pro tvorbu paměti, které by se problém ovlivňování sousedních magnetů netýkal.
Ve spirálových (helikálních, helixových – „helical“) magnetech jsou směry atomárních magnetických momentů uspořádány do spirály. Pravotočivost nebo levotočivost spirály (chiralita) by pak mohla sloužit ke kódování informace. Magnetická pole indukovaná jednotlivými atomovými magnetickými momenty se zde navzájem ruší, takže spirální magnety negenerují žádné makroskopické magnetické pole.
Vědci v nové studii prokázali, že do chirální paměti lze zapisovat a číst z ní i při pokojové teplotě. Vyrobili epitaxní tenké vrstvy spirálového magnetu z magnanu a zlata (MnAu2) a přepínání chirality (pravotočivosti a levotočivosti spirály) realizovali pomocí pulzů elektrického proudu v magnetickém poli. Dále sestrojili dvouvrstvé zařízení složené z MnAu2 a platiny, kde šlo chirální paměť odečítat jako změnu odporu i bez magnetického pole.
„Chirální paměti ve spirálových magnetech představují slibnou cestu pro paměťová zařízení příští generace; dokážou nabídnout velkou hustotu dat a nevolatilní a vysoce stabilní paměťové bity,“ uvádí H. Masuda.
Hidetoshi Masuda et al, Room temperature chirality switching and detection in a helimagnetic MnAu₂ thin film, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-46326-4
Zdroj: Tohoku University / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Poznámka PH: Jiný přístup k spintorice, který se snaží obejít nevýhody feromagnetů, zkoumá např. využití antiferomagnetů. V této oblasti výzkumu představuje špičku Fyzikální ústav AV ČR.
Viz např.: Antiferomagnety opět ukázaly svůj potenciál pro ukládání dat