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Neue Einblicke zu den Wechselwirkungen von magnetischen Skyrmionen in Dünnfilmen 

Magnetische Skyrmionen sind winzige wirbelartige Konfigurationen, die bei entsprechender Manipulation ein großes Potenzial für Spintronik-Anwendungen bereithalten könnten. EU-finanzierte Wissenschaftler führten weitere experimentelle Untersuchungen zu den Wechselwirkungen von magnetischen Skyrmionen durch, mit denen man einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zu deren Integration in Speicher- und Verarbeitungsgeräte der nächsten Generation machen will. 
Neue Einblicke zu den Wechselwirkungen von magnetischen Skyrmionen in Dünnfilmen 
Magnetische Materialien ohne Inversionssymmetrie haben das Potenzial für intrinsische Drehmomente bewiesen. Solche Materialien können chirale Wechselwirkungen beherbergen, die zu chiralen magnetischen Grundzuständen wie Skyrmionen führen. Magnetische Skyrmionen sind partikelartige Lösungen in einer Größe von wenigen Nanometern, deren Spin-Struktur kontinuierlich auf einer Kugel zugeordnet werden kann.

Aufgrund ihrer geringen Größe können Skyrmionen verwendet werden, um extrem dichte Datenspeichergeräte zu entwickeln, und so zu einer neuen Klasse von Niedrigenergiegeräten führen. Allerdings sind Skyrmionen nicht einfach zu kontrollieren und es gab bereits viele Bemühungen, stabile Skyrmionen zu schaffen. Darüber hinaus hat sich die Forschung überwiegend auf Skyrmionen in magnetischen Bulk-Materialien konzentriert.

Die Wissenschaftler des EU-geförderten Projekts SKYHIGH (Skyrmion devices and their high frequency dynamics) befassten sich eingehender mit der Dynamik von magnetischen Skyrmionen in magnetischen Dünnfilmen.

Das Team untersuchte Wechselwirkungen von Skyrmionen in Dünnfilmen aus Germanid. Die Magnetisierungsdynamik von Skyrmionen in solchen Filmen wurde mithilfe von fortschrittlichen Hochfrequenz-Messsystemen erfasst.

In Multilayern entstehen Skyrmionen aufgrund von Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkungen, die aus der gebrochenen Inversionssymmetrie an den Grenzflächen stammen. Messungen der Spinpolarisation in Dünnfilm-Multilayern lieferten neue Erkenntnisse zu Wechselwirkungen, die solche Dünnfilmsysteme mit Potenzial für die Skyrmionen-Manipulation rendern.

Eine bessere Kontrolle der magnetischen Eigenschaften von interagierenden Skyrmionen sollte das Fundament für neue Technologien für eine Weiterentwicklung der Spintronik bereitstellen - wo diese Eigenschaften für Rechen- und Kommunikationsanwendungen benötigt werden. Skyrmionen können manipuliert werden, um Informationen zu kodieren, wobei deren Vorhandensein oder Fehlen Bits darstellt. 

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Life Sciences

Schlüsselwörter

Magnetisches Skyrmion, Dünnfilme, Spintronik, Inversionssymmetrie, SKYHIGH   
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