Ein Forschungsteam der Kyushu-Universität in Japan hat kürzlich Fortschritte in der Erforschung nanoskopischer magnetischer Spinnmaterialien erzielt. Die damit verbundenen Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „APL Materials“ veröffentlicht. Die Studie konzentriert sich auf eine nanoskopische magnetische Struktur namens „magnetisches Skyrmion“ und zielt darauf ab, ihr Anwendungspotenzial in zukünftigen Informationsgeräten zu erkunden.
Magnetische Skyrmionen zeichnen sich durch ihre geringe Größe, hohe Betriebsgeschwindigkeit und niedrigen Treibenergieverbrauch aus und gelten daher als potenzielle neue Datenträger. Ihre praktische Anwendung steht jedoch vor der Herausforderung, Größe, Geschwindigkeit und Leistungsaufnahme nur schwer in Einklang zu bringen. Das Forschungsteam konstruierte eine neuartige Mehrschichtstruktur, indem es eine extrem dünne Gadolinium-Zwischenschicht in ein Platin/Kobalt/Nickel-Schichtmaterial einfügte, und beobachtete das Verhalten der Skyrmionen mittels Transmissionselektronenmikroskopie.
Experimente zeigten, dass diese Materialstruktur die Stabilität der magnetischen Skyrmionen beibehält und gleichzeitig den Spin-Bahn-Drehmoment-Effekt verstärkt, was zu einer schnellen Bewegung der Skyrmionen unter Bedingungen mit niedrigem Strom beiträgt. Diese Entdeckung liefert einen neuen Ansatz zur Steuerung der Skyrmion-Eigenschaften durch das Design von Materialgrenzflächen.
Die Forscher gaben an, dass diese Arbeit Möglichkeiten zur Überwindung traditioneller Grenzen bei der Anwendung magnetischer Skyrmionen bietet und in Zukunft die Entwicklung von Informationsgeräten mit geringem Stromverbrauch und hoher Leistung vorantreiben könnte, um Bereiche wie künstliche Intelligenz und das Internet der Dinge zu bedienen, die hohe Anforderungen an die Energieeffizienz stellen.
Veröffentlichungsdetails: Autoren: Lin Zhang et al., Titel: Direct observation of skyrmions and evaluation of spin-orbit torque efficiency in Pt/Gd/Co/Ni layered systems by Lorentz transmission electron microscopy, veröffentlicht in: APL Materials (2025). Zeitschrifteninformation: APL Materials
