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2018
04-25

作为新的信息存储介质的域墙


美国约翰内斯古腾堡大学(JGU)的物理学家在寻找可用作数据存储系统和新型传感器的更小型设备时,直接观察到磁性纳米线中的磁化动力学过程,从而为纳米磁学领域的进一步研究铺平了道路。纳米线中的小磁畴壁结构可以用来存储信息,例如可以用作角度传感器。基于磁畴壁的初始应用已经开发出来,并且已经在传感器技术中使用。目前的发现代表了第一个实验记录直接成像预测磁自旋结构和墙壁速度之间的相关性。新发现的属性可用于未来信息技术的其他应用。

照片:AndréBisig使用扫描电子显微镜制备的铁磁环的图像:磁化(黑/白对比)沿着环行进并形成两个畴壁。

磁畴代表铁磁材料中均匀磁化的区域。在每个磁畴内,磁化方向都是一致的。在不同磁化方向的磁畴相交的界面处,磁化必须在所谓的畴壁中从一个方向旋转到另一个方向。在美因茨大学,MathiasKläui教授正在研究纳米级微环中磁畴的性质和畴畴和畴壁的动力学。可以直接观察直径约4微米的这些环中的畴壁的运动,并且由软镍铁合金坡莫合金制成。为此,美因兹物理学家一直与柏林Helmholtz中心的BESSY II同步加速器设备和美国伯克利Lawrence Berkeley国家实验室的先进光源(ALS)的科学家合作,柏林工业大学和斯图加特的马克斯·普朗克智能系统研究所。

研究人员发现,畴壁运动的速度始终是振荡的。自然通讯最近发表的论文“自旋结构振荡与畴壁速度之间的相关性”的主要作者AndréBisig博士说:“这是一个可以证明在未来有用的新效应。还发现,所应用的方法在以非常高的速度可靠地移动畴壁方面是非常有效的。 Bisig说:“我们移动域壁的速度越快,就越容易控制它。另一个观察涉及与纳米线中的不规则或缺陷相关的效应。根据结果​​,当畴壁缓慢移动时,这些效应才会变得明显。畴壁旋转越快,材料缺陷所起的作用就越小。虽然理论研究主要关注于观察畴壁速度及其与自旋结构中的振荡的相关性,但所获得的结果对于应用研究也具有重要意义。 Sensitec有限公司,美因茨,JGU和凯泽斯劳滕技术大学的合作伙伴已经在由莱茵兰 - 普法尔茨州:莱茵兰 - 普法尔茨自旋电子技术平台(STeP)资助的两个项目中使用了基于畴壁的传感器,新材料技术转移服务中心(TT-DINEMA)。 “特别重要的是我们在高畴壁速度下观察到无阻碍的畴壁运动。这代表了在超快旋转传感器中使用这些纳米结构的潜力。“MathiasKläui教授补充说。 Kläui教授团队正在进行的研究由ERC启动资助和美因茨卓越材料科学研究生院(MAINZ)资助。此外,与Sensitec的合作已经导致了一个联合的欧盟项目,涉及七个其他领先的合作伙伴,预计将于2013年10月开始“控制功能设备的畴壁动力学”。

 

来源:美因茨大学