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安徽大学带来新成果 有望改变未来存储载体
2024年07月17日 11:36:40
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：5402
安徽大学新型拓扑磁性材料与存储器件杜海峰团队，利用聚焦离子束微纳器件制备技术制备出了世界上最小尺寸的斯格明子赛道器件单元(赛道宽度：100 nm)，结合高时空分辨原位洛伦兹电镜技术，实现了纳秒电脉冲驱动下，100 nm宽度赛道中80 nm磁斯格明子一维、稳定、高效的运动，为构筑高密度、高速度、可靠的新型拓扑磁电子学器件提供了重要支撑。
【化工仪器网 行业百态】2009年，德国科学家在一类手性金属磁性材料中发现了磁斯格明子，为数据存储的载体提供了一条新的研究方向。
磁斯格明子是一种拓扑孤立子，具有准粒子特性，表现为一种螺旋状手性磁结构，其物理性质由手性自旋结构和拓扑性质决定。由于拓扑保护，磁斯格明子具有较高的稳定性，同时这种粒子还可以被很低的电流所驱动，并且其能够在复杂环境中保持较好的性能，因此被认为是实现高密度、高速度存储的理想载体。科学家估计，利用磁斯格明子，可以将笔记本计算机硬盘缩小至花生大小，将iPad平板电脑的硬盘缩小至米粒大小。不过想要达到这一步，首先要实现斯格明子在纳米尺度的赛道中稳定、可控地移动，这并不容易。
而关于这个问题，我国的科研团队得到了阶段性突破。
安徽大学新型拓扑磁性材料与存储器件杜海峰团队，利用聚焦离子束微纳器件制备技术制备出了世界上最小尺寸的斯格明子赛道器件单元(赛道宽度：100 nm)，结合高时空分辨原位洛伦兹电镜技术，实现了纳秒电脉冲驱动下，100 nm宽度赛道中80 nm磁斯格明子一维、稳定、高效的运动，为构筑高密度、高速度、可靠的新型拓扑磁电子学器件提供了重要支撑。
据悉，相关研究团队通过发展器件结构单元聚焦离子束加工制备技术，设计制备出厚度均匀、边界/表面平整、非晶层厚度小于2 nm的高质量FeGe纳米条带，解决了器件特征尺寸太大，不符合器件的高密度要求的难点；研制了透射电镜原位加电芯片，扩展了洛伦兹透射电镜原位加电功能，通过控制电流脉冲的宽度和密度，解决了斯格明子霍尔效应，成功稳定了斯格明子的运动，避免了其在赛道边界的偏移和消失。
根据安徽大学公开的资料。研究团队实现单个80 nm大小的磁斯格明子在100 nm FeGe赛道中的一维、稳定运动。最小有效电流脉冲宽度2 ns；最大运动速度接近100 m/s；斯格明子霍尔角为0°。这些结果为基于磁斯格明子器件的构筑奠定了基础，推动了开发更快速、更可靠的数据存储和处理技术的进程。
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