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单个拓扑磁结构电控实现存储千倍突破
文章字数:575
本报讯(实习记者师亚萍)近日,安徽大学物理与光电工程学院汤进教授团队与合作者在拓扑磁结构的电调控领域取得突破性进展,这项技术突破为开发新一代高密度、低功耗自旋电子存储器奠定了重要基础。相关成果已发表于国际权威学术期刊。
拓扑磁结构是磁性材料中具有涡旋状磁矩排列的新型纳米级磁态,其独特的类粒子特性及拓扑磁电效应,可将信息存储单元缩小至纳米尺度,理论存储密度可达现有技术的千倍以上。然而,如何在强受限功能单元中实现对单个拓扑磁结构的精准电调控,是拓扑自旋电子学领域的关键难点之一。
这项攻关凝聚了跨学科智慧结晶。研究团队联合中科院强磁场科学中心杜海峰研究员团队、合肥师范学院吴耀东高级实验师等合作者,聚焦强受限纳米单元内单个斯格明子与磁泡的动态调控,提出创新解决方案。
研究团队通过创新性制备高质量纳米方块器件,结合纳秒级脉冲电流原位调控技术,系统探究了表面磁畴重构、自旋转移力矩与焦耳热效应的协同作用机制。“我们发现非均匀磁化的表面磁畴可作为‘种子’,通过电流调控定向生成拓扑磁结构。”汤进教授解释道。实验数据显示,该技术可在万次循环操作中实现单个斯格明子与磁泡的零误差写入与擦除,磁电信号转换效率较传统方法提升两个数量级。
拓扑自旋电子器件被视为后摩尔时代的重要技术方向。行业专家评价称,“它或将重构全球存储技术竞争格局,为突破‘卡脖子’技术开辟新路径。”
拓扑磁结构是磁性材料中具有涡旋状磁矩排列的新型纳米级磁态,其独特的类粒子特性及拓扑磁电效应,可将信息存储单元缩小至纳米尺度,理论存储密度可达现有技术的千倍以上。然而,如何在强受限功能单元中实现对单个拓扑磁结构的精准电调控,是拓扑自旋电子学领域的关键难点之一。
这项攻关凝聚了跨学科智慧结晶。研究团队联合中科院强磁场科学中心杜海峰研究员团队、合肥师范学院吴耀东高级实验师等合作者,聚焦强受限纳米单元内单个斯格明子与磁泡的动态调控,提出创新解决方案。
研究团队通过创新性制备高质量纳米方块器件,结合纳秒级脉冲电流原位调控技术,系统探究了表面磁畴重构、自旋转移力矩与焦耳热效应的协同作用机制。“我们发现非均匀磁化的表面磁畴可作为‘种子’,通过电流调控定向生成拓扑磁结构。”汤进教授解释道。实验数据显示,该技术可在万次循环操作中实现单个斯格明子与磁泡的零误差写入与擦除,磁电信号转换效率较传统方法提升两个数量级。
拓扑自旋电子器件被视为后摩尔时代的重要技术方向。行业专家评价称,“它或将重构全球存储技术竞争格局,为突破‘卡脖子’技术开辟新路径。”