Сверхпроводящие «островки» открывают путь для создания магнитной памяти

Исследователи открыли новую возможность для создания магнитной памяти в спинтронных устройствах, которые работают быстрее и потребляют меньше энергии, чем традиционные электронные устройства. Группа ученых под руководством Серхио Валенсии из Центра материалов и энергии Гельмгольца и Хавьера Вильегаса из Университета Париж-Сакле разработала методику «записи» магнитных узоров на микрометровые «островки» из сверхпроводника с ферромагнитным покрытием.

Сверхпроводник, используемый в исследовании, — это оксид иттрия-бария-меди (YBCO), который становится сверхпроводящим при температуре ниже -181 °C. Несмотря на то, что сверхпроводимость и ферромагнетизм обычно несовместимы, ученые смогли создать условия, при которых эти два явления могут сосуществовать. Они обнаружили, что при охлаждении YBCO ниже критической температуры и последующем воздействии внешнего магнитного поля можно «выписывать» временные магнитные узоры через сверхпроводник и «записывать» их в ферромагнитный материал.

Эти магнитные узоры, несмотря на температурные изменения, оказались устойчивыми благодаря наличию крошечных кристаллов оксида меди (I), которые стабилизируют часть магнитного поля в ферромагните. Используя магнитные поля, исследователи создали вихреобразные узоры в ферромагнетиках каждого островка. Эти вихри были в форме квадрата или круга, и, как показали исследования с использованием мощных рентгеновских лучей синхротрона, круглые вихри демонстрировали большую стабильность при нагревании до температур, близких к комнатной.

Результаты, опубликованные в журнале ACS Applied Materials & Interfaces , могут стать основой для разработки новых типов спинтронных устройств. В будущем исследователи надеются уменьшить размер островков до менее чем микрометра и улучшить сохранение «записей», что позволит считывать магнитную память без использования синхротрона, что значительно упростит и удешевит процесс.