室温下的斯格明子：为新一代存储器铺路！

介绍

根据美国休斯顿大学官方网站最近的一份报告，由该大学物理学家朱经武领导的一个国际研究小组报道了一种新型化合物，该化合物可以通过高压在室温下保持施拉姆的特性。

背景

随着世界联系越来越紧密，对数据存储和处理的需求呈指数级增长，因此我们需要越来越多的新材料来更有效地存储和处理数据。其中一个典型的是磁性乙状结肠材料。

什么是“重光”？

1962年，英国物理学家托尼·希尔顿·罗伊尔·斯盖姆首次发现了西格明奇，并以他的名字命名。简而言之，施拉姆是一种具有准粒子特性的自旋结构，受拓扑保护。其中电荷稳定地以涡流形状排列，尽管电荷可以重新排列和组合，但结构不会改变。

(照片来源:参考[1)

施拉姆的尺寸可以小到纳米级，稳定性受到拓扑结构的保护。同时，驱动施拉姆态变化的电流密度比驱动传统磁畴所需的电流密度低5至6个数量级。由于这些优异的特性，施拉姆被普遍认为是新一代高密度、高速度和低能耗磁存储设备的理想信息存储单元之一。

如下图所示，由新加坡国立大学技术学院电气与计算机工程系开发的新型超薄多层膜利用“施罗德”的特性作为信息介质，在磁介质上存储和处理数据。

(资料来源:萧恩·约哈斯/新加坡国立大学)

创新

最近，由美国休斯顿大学德克萨斯超导中心创始人、物理学家保罗·程-吴楚领导的一个国际研究小组报道了一种新的化合物，这种化合物可以通过高压在室温下保持施拉姆性质。研究结果还表明，利用化学压力在环境压力条件下保持这一特性的潜力为未来的商业应用提供了保证。

邓全群(左)和朱经武(照片来源:休斯顿大学)

该研究论文发表在《美国国家科学院院刊》上。

技术上的施拉姆是对均匀磁铁的最小可能的干扰，均匀磁铁是一个被扭曲的自旋包围的反磁化的点状区域。这些极小的区域很可能被极小的电流移动，因此这种材料有望用于高密度信息存储。然而，施拉姆态通常只存在于非常低和狭窄的温度范围内。例如，在朱教授和他的同事研究的化合物中，乙状结肠状态通常只存在于大约3开尔文的窄温度范围内，即在55K和58.5K之间(在-360.7华氏度和-354.4华氏度之间)，因此对于大多数应用来说是不切实际的。朱教授说，研究人员使用硒和氧化铜化合物可以显著地将豆氨酸的温度范围扩大到30万摄氏度，接近室温。该论文的第一作者、休斯敦大学德克萨斯超导中心的研究员邓·昆腾说，他们利用自己和同事开发的一种特殊技术，首次在室温下，在小于8千兆帕的压力下成功探测到了施拉姆的状态。该论文的通讯作者朱教授说，研究人员还发现，随着压力的增加，硒和氧化铜化合物经历了不同的结构相变，这表明斯的明的状态可能比以前认为的更普遍。朱教授说:“我们的结果表明乙状结肠对下面的晶格不敏感。在其他化合物中，还可能发现更多的乙状结肠。”研究表明，可以通过化学方法模拟维持硒氧化铜化合物中的斯的明状态所需的压力，从而使其能够在环境压力下工作，这是潜在商业应用的另一个重要要求。这项工作与朱教授和他的同事们在高温超导方面所做的工作有些相似。1987年，他们声称通过用较小的等效离子替换化合物中的离子，他们稳定了YBCO的高温超导性质。

关键字

记忆，施拉姆，磁性

参考材料

【1】波拉德、S. D .、加洛、J. A .、于、j .、王、z .、朱、y . & amp；杨辉(2017年3月10日)。用洛仑兹透射电子显微镜观察钴/钯多层膜中的稳定内尔天空。自然交流。

【2】亮子·邓，吴洪成，李长春，袁福清，李济杰，拉宾·达哈尔，伯杰，杨洪敦，吴楚。在高压下，大量Cu2OSeO3中的室温硫化相。美国国家科学院学报，2020；201922108 DOI: 10.1073/pnas。

【3】https://uh . edu/news-events/stories/2020/April-2020/04142020 Chu-storage . PHP

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