基于斯格明子的多级磁记录。免费技术图书馆新闻

基于skyrmions的多级磁记录

02.05.2019

skyrmion 的微小磁涡结构（以英国理论物理学家 Tony Skyrme 命名，他在上世纪 60 年代预测了这种结构）有望成为未来磁记忆的基础。这些是拓扑稳定的磁性结构，可以在磁性薄膜中被激发，然后读取它们的状态。在这种情况下，通过转移电子自旋的旋转力矩，使用自旋电流进行写入和读取。这意味着可以用极低的电流进行写入和读取。此外，磁涡流的支持不需要恒定的电源，这导致了经济的非易失性存储器。

在过去的几年里，科学家们一直在密切研究斯格明子的行为，并有理由相信这些结构将有助于显着提高磁记录密度。此外，最近英国和美国的科学家们已经找到了一种方法，可以使用skyrmions将记录密度提高数倍，而不会遇到减小涡旋结构直径的特殊困难，这可以导致科学思想迅速转化为商业产品。

与传统的二进制表示法不同，其中 1 和 0 将是一个斯格明子或没有斯格明子，伯明翰大学布里斯托尔分校和科罗拉多大学博尔德分校的科学家提出了一种组合涡旋结构，他们称之为“斯格明子袋”（skyrmion包）。毫无疑问，一“袋”斯格明子比一个斯格明子要好。袋子中的skyrmions数量可以是任何值，这允许您为其分配比0或1更多的值。这是增加记录密度的直接方法。在一定程度上，这可以与 NAND 闪存单元中的多级记录相媲美。无需再次提醒闪存驱动器市场在开始大规模生产每单元写入三位的 NAND TLC 存储器后开始扩张的速度有多快。

来自英国的科学家以抽象模型的形式展示了“skyrmions袋”结构的创建，并在模拟器程序中再现了这一现象。他们的美国同事在实践中重现了这种现象，尽管他们使用液晶而不是磁性结构来发射涡旋结构。众所周知，液晶是由磁场控制的，这使得它们可以用于分阶段的实验以可视化磁现象。我们正在等待将实验转移到磁性薄膜上。

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另一种方法是在病毒的帮助下将分子传递到细胞壁。这种方法也不能激发完全的信心——就像病毒本身一样，疾病的携带者。此外，这些策略不适用于免疫细胞。

这种新方法由斯坦福大学的一组科学家开发，与第一种方法一样，使用电流，但使用起来更加精细。当电流打开时，带有细“针”的纳米结构会在细胞膜上留下微小的“孔”，分子可以通过这些孔，不会造成损伤。同时，电流集中在特定位置，此外，将分子引导至所需的“输入”，从而确保过程的准确性和速度：将分子输送到细胞仅需 20 秒。

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