安徽大学在磁性材料与存储器件研究取得进展,全新存储器见曙光?

发布网友发布时间：2023-04-04 20:35

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热心网友时间：2024-10-21 06:45

近期，安徽大学新型磁性材料与存储器件研究团队利用聚焦离子束微纳器件制备和原位洛伦兹电镜表征技术，首次实现了纳米条带存储器件结构单元中电流诱导磁斯格明子（skyrmion）的写入、删除及寻址一体化精准操控，为构筑拓扑磁性存储器提供了原理性支撑。相关研究成果已发表在《自然通讯》上。

如今是信息和数据的时代，数据存储的重要性不言而喻。当下，磁性材料又储存了全球约70%的数据，其重要性更是可见一斑。正如芯片制造行业面临着摩尔定律的极限来临，传统的磁存储技术也受制约现有磁性材料的超顺磁极限，趋于密度和速度极限。在寻找新型磁性材料以构筑高性能磁存储器的过程中，德国科学家发现一种具有非平庸拓扑特性的磁结构，称之为磁斯格明子。其具有尺寸小、稳定性高、电流易操控等优点，有望作为下一代数据载体，构筑突破传统磁存储技术*的磁电子学器件。

在此基础上，IBM公司曾提出了一种制造“赛道存储器”的可能性。“赛道存储器”技术是利用比人类头发丝细1万倍的纳米线来实现数据存储，犹如赛车在类似跑道上的进行磁场运转。而实现多比特数据读写入磁纳米线的方法，将是制作“赛道存储器”的重要一步。然而“赛道存储器”从概念提出到现在一直没有取得像样的进展。其关键原因在于要完成在纳米条带边缘制备一个与单个磁斯格明子大小和形状均可比拟的几何缺口，以实现拓扑磁存储的写入和擦除功能，这在实践制造中相当困难。

而此次安徽大学研发团队设计并研制出易于精细加工纳米微结构的透射电镜原位加电芯片，并利用聚焦离子束样品制备技术，实现了电流脉冲诱导的磁斯格明子产生和写入，还通过控制脉冲的宽度及电流密度实现了产生磁斯格明子的步进运动寻址。这样的技术突破，有望将已销声匿迹很久的“赛道存储器”重新拉回公众视野，为新一代的数据存储器的出现创造了可能性。

当前，大数据技术、人工智能、5G通讯等技术的发展都无法离开数据存储，数据存储已是大国科技竞争的焦点、国家战略部署的核心技术之一。安徽大学在磁性材料与存储器件研究取得的进展，为我国打开了一扇可以看到未来数据存储器的窗，值得重视和期待。