Enlace de túnel magnético esquimiónico totalmente eléctrico

Área de la Ciencia:

• La tecnología Spintronics
• Física de la materia condensada
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Los skyrmions magnéticos son texturas de espín a nanoescala con potencial para el almacenamiento de datos.
• Un desafío importante es la falta de dispositivos para la lectura eléctrica determinista de los skyrmions individuales.

Objetivo del estudio:

• Demostrar una realización a escala de obleas de una unión de túnel magnético quiral (MTJ) a nanoescala capaz de alojar y leer esquimiones ambientales individuales.
• Para permitir la escritura eléctrica determinista y la eliminación de skyrmions con un consumo de energía significativamente reducido.

Principales métodos:

• Fabricación de uniones de túnel magnético quiral a nanoescala (MTJ) en una escala de obleas.
• Se utilizaron técnicas de imágenes eléctricas y multimodales para la caracterización de esquimiones.
• Se han investigado mecanismos complementarios de nucleación para la estabilización de esquimiones.

Principales resultados:

• Núcleo determinista demostrado de esquimiones individuales con polaridad fija en el MTJ.
• Logró una gran señal de lectura (20-70%) correlacionada con el tamaño del skyrmion.
• Realizó tres estados eléctricos no volátiles estabilizando skyrmions de tamaño distinto en el campo cero.
• Mostró escritura eléctrica y eliminación de skyrmions con energías de conmutación 1.000 veces más bajas que el estado de la técnica.

Conclusiones:

• La plataforma MTJ desarrollada proporciona una columna vertebral robusta para las arquitecturas de dispositivos skyrmionic totalmente eléctricos.
• La realización a escala de obleas facilita el aprovechamiento de los skyrmions para la memoria multibit y la computación no convencional.
• El dispositivo permite la conmutación bidireccional determinista a través de la modificación controlada por voltaje de la energía y la cinética de conmutación.