Международная команда исследователей обнаружила ранее неизвестный тип магнетизма в материале толщиной всего в несколько атомов. Открытие может стать основой для будущих технологий хранения данных.
Что именно открыли?
Учёные из Штутгартского университета и их коллеги из Великобритании, Японии, США и Канады работали с йодидом хрома — двумерным материалом. Они сложили вместе четыре атомных слоя этого вещества, слегка повернув их относительно друг друга. В этой скрученной структуре возникли особые магнитные образования — скирмионы.
Что такое скирмионы?
Скирмионы — это наноразмерные «вихри» намагниченности, которые ведут себя как стабильные частицы. Они считаются одними из самых перспективных носителей информации для технологий будущего, потому что:
- Они чрезвычайно малы (нанометрового размера).
- Топологически защищены — их сложно разрушить случайным воздействием.
- Для их переключения требуется очень мало энергии.
Как это удалось увидеть?
Обнаружить скирмионы в ультратонком материале было сложно, так как их магнитные сигналы очень слабы. Учёные использовали высокочувствительный квантовый микроскоп, который работает на основе азотно-вакансионных центров в алмазе. Эта технология позволила визуализировать магнитные структуры на атомарном уровне.
Почему это важно?
- Фундаментальная наука: Открытие расширяет понимание коллективного поведения электронов в ультратонких материалах и показывает, что существующие модели магнетизма требуют уточнения.
- Технологии будущего: Скирмионы рассматриваются как основа для следующего поколения устройств хранения данных. Они могут позволить создавать энергоэффективные, сверхплотные и стабильные носители информации, что критически важно в эпоху экспоненциального роста объёмов данных.
Исследование, опубликованное в Nature Nanotechnology, открывает путь к созданию новых материалов с управляемыми магнитными свойствами для спинтроники и квантовых технологий.