Từ tính xoắn mỏng hơn sợi tóc 10.000 lần tăng khả năng lưu trữ dữ liệu mật độ cao

Các nhà khoa học thuộc Phòng Thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (Mỹ) đã phát hiện ra một chiến lược phân lớp các tinh thể khác nhau với độ chính xác nguyên tử để kiểm soát kích thước của các hạt chuẩn từ tính được gọi là skyrmions. Các cấu trúc từ tính đan xen nhỏ bé có thể đổi mới khả năng lưu trữ dữ liệu mật độ cao, đối với kích thước đó thì quan trọng là phải nhỏ. Các skyrmions được tạo ra trong nghiên cứ này nhỏ tới 10 nanomet - mỏng hơn sợi tóc người 10.000 lần.

Trong các loại sắt từ điển hình, các hướng quay của từ tính (spin) chỉ thẳng hàng lên hoặc xuống. Tuy nhiên, trong skyrmions, chúng xoắn và xoáy, tạo thành những hình dạng độc đáo như những con nhím nhỏ hoặc những cơn lốc xoáy nhỏ. Sự phân lớp của các tinh thể thành một siêu mạng tạo ra một cấu trúc từ tính kích thước nano gồm các hướng quay xoắn, xoáy, được thể hiện từ màu đỏ sang màu xanh lam, làm lệch các electron, được hiển thị dưới dạng các chấm trắng. 

Nhóm nghiên cứu cho biết đã thiết kế và tổng hợp siêu mạng tạo ra các tương tác từ quy mô nguyên tử chịu trách nhiệm cho việc xoắn các spin. Phát hiện cho thấy cách thiết kế chính xác các giao diện trong các dị cấu trúc lượng tử oxit để tạo ra các skyrmions có kích thước nanomet. Cách tiếp cận này có thể thúc đẩy lưu trữ dữ liệu mật độ cao và nam châm lượng tử cho khoa học thông tin lượng tử.

Nguồn: Khoa học & Đời sống