Скирмионите запазват състоянието си независимо от свойствата на съседните участъци, което е ключът за повишаване на плътността на магнитните носители
Учени от университета на Хамбург разработват нова технология, която има потенциал да увеличи 20 пъти плътността на данните на магнитни носители, каквито се използват в твърдите дискове.
Подобно достижение е възможно чрез управление на т.нар. скирмиони – вихри от атоми, които запазват своята стабилност независимо от свойствата на съседните участъци. Изследователите от Хамбург са се научили да създават и разрушават скирмиони, съобщи Nature.
Данните на твърдия диск се съхраняват на въртящи се магнитни пластини. Записът става чрез промяна на ориентацията на магнитното поле на отделните участъци на материала, известни като домейни. Група домейни с еднакво направление на магнитното поле образуват един бит информация. При намаляване на размерите на домейните обаче, което е необходимо условие за увеличаване на плътността на записа, се проявява т.нар. феномен на суперпарамагнетизъм – при него магнитното поле на участъците от повърхността на пластините приема същото направление като на съседните участъци.
Скирмионите нямат този недостатък и запазват своята стабилност независимо от свойствата на съседните участъци, твърди Кристен Вон Бергман, един от членовете на научния екип. Диаметърът на скирмионите е 300 атома, което теоретично позволява капацитетът на магнитния носител да бъде увеличен 20 пъти, в сравнение със съвременните дискове.
Скирмионите са открити още през 60-те години на миналия век от британския физик Тони Скирми, откъдето идва и името им. До този момент обаче учените не успяваха да контролират времето и мястото за формиране на скирмионите.
Изследователите от Хамбург са провели успешен експеримент за управление на скирмиони, като са използвали тънка пластина от паладий, желязо и иридий. Магнитните завихряния са постигнати с помощта на сканиращ тунелен микроскоп. През главата на микроскопа е пропускан поток от електрони с определена спинова ориентация, който е създавал или разрушавал вихрите на пластината.
Въпреки пробива, новата технология не може да се приложи в момента в комерсиални устройства. Проблемът идва от това, че управлението на скирмионите се извършва в лабораторни условия при температура 4,2 келвина, т.е. практически при абсолютна нула (минус 269 градуса по Целзий).
Освен това учените са успели да формират или разрушат не повече от четири скирмиона в даден момент от време и само в 60% от случаите, което е неприемливо за технология, предназначена за съхранение на информация.