Учёные создали скирмионы в скрученном 2D-магните для сверхплотного хранения данных

Международная группа исследователей под руководством профессора Йорга Врахтрупа из Университета Штутгарта открыла ранее неизвестное магнитное состояние в материале из четырёх атомных слоёв иодида хрома. Это достижение может стать основой для технологий хранения данных следующего поколения.

Учёные слегка повернули (скрутили) два двухслойных блока иодида хрома относительно друг друга. Это небольшое скручивание привело к образованию скирмионов — наноразмерных магнитных структур, которые топологически защищены и исключительно стабильны. Они считаются одними из самых маленьких и долговечных носителей информации в магнитных системах. Это первое прямое наблюдение скирмионов в скрученном двумерном магнитном материале.

«Мы можем выборочно управлять этим магнетизмом, настраивая взаимодействия между электронами в отдельных слоях, — объясняет доктор Жомин Пэн, проводивший эксперименты. — Особенно примечательно, что наблюдаемые магнитные свойства устойчивы к внешним возмущениям».

Обнаружить это новое состояние было непросто из-за чрезвычайно слабых сигналов. Для их измерения учёные использовали передовой микроскоп с квантовыми сенсорами на основе азотно-замещённых вакансий (NV-центров) в алмазе.

Открытие не только предлагает новые возможности для хранения данных, но и углубляет научное понимание коллективного поведения электронов в ультратонких магнитных системах. «Наши экспериментальные результаты указывают на то, что существующие теоретические модели нуждаются в доработке», — отмечает профессор Врахтруп.