Suche
Mein Konto
Revolutionerande Skyrmion Research: Ett genombrott inom datalagring!
Forskare vid University of Mainz undersöker skyrmioner och deras smältprocesser för innovativ datalagring. Resultat i Nature Nanotechnology.
Revolutionerande Skyrmion Research: Ett genombrott inom datalagring!
Forskare vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har gjort betydande framsteg i att studera smältprocesser i tvådimensionella magnetiska strukturer. Ditt huvudfokus ligger på Skyrmions, små magnetiska virvelstrukturer som erbjuder stor potential för datalagring. Resultaten av denna banbrytande studie publicerades nyligen i tidskriften Naturens nanoteknik publiceras.
Med hjälp av ett magneto-optiskt Kerr-mikroskop kunde forskarna observera smältprocessen av skyrmiongitter i detalj. Detta sker inte som vanligt genom en temperaturhöjning, utan snarare genom en kontrollerad förändring av magnetfältet. Gittret smälter i två avgörande steg: För det första förlorar det den translatonala ordningen, medan skyrmionerna fortfarande finns kvar i en gitterstruktur. Efteråt sker en förlust av orientering, vilket leder till fullständig upplösning av nätet.
Skyrmions relevans
Skyrmioner introducerades ursprungligen med början 1958 för att förklara den starka interaktionen mellan protoner, neutroner och pioner. Fysikern Tony Skyrme postulerade att dessa partiklar fungerar som virvlar i pionfält. Men omkring 1965 blev det klart att protoner och neutroner var gjorda av kvarkar, vilket gjorde skyrmionmodellen föråldrad inom kärnfysik. Från 1980-talet och framåt användes begreppet dock igen inom fasta tillståndets fysik och partikelfysik, i synnerhet av Edward Witten och de så kallade påsmodellerna för hadroner.
Beteendet hos skyrmioner, som beter sig som partiklar eller kvasipartiklar med ändlig massa, är särskilt intressant. Aktuell forskning visar stabila skyrmioner även vid rumstemperatur och lyfter fram möjligheten att använda dessa strukturer i snabb informationslagring. Deras förmåga att möjliggöra högre datatätheter, erbjuda snabb läs- och skrivåtkomst och vara energieffektiva gör dem särskilt attraktiva för framtidens datateknik.
Innovativa forskningsmetoder och resultat
De senaste forskningsresultaten är en del av ett större projekt som stöds av ERC Synergy Grant 3D MAGiC och Rheinland-Pfalz Research Initiative. Prof. Dr. Mathias Kläui, chef för TopDyn-profilområdet vid JGU, leder teamet som arbetar intensivt med skyrmions topologi och dynamik. Deras observationer kan inte bara främja vår förståelse av smältprocesser, utan också vara avgörande för utvecklingen av framtida datalagringsteknologier.
Dessutom har innovativa tillvägagångssätt också noterats i samband med simulering av skyrmioner. Under de senaste åren har olika metoder utvecklats för att återskapa dessa strukturer med hjälp av datorer, vilket ger forskare värdefull insikt om deras stabilitet och interaktioner.
De omfattande studierna av skyrmioner är ett exempel på den fascinerande utvecklingen inom modern fysik. Med tanke på de senaste framgångarna och lovande resultaten kommer forskarsamhället att fortsätta att utforska potentialen hos dessa unika magnetiska strukturer.