Topologista magnetoresistanssia

Magetoresistanssia hyödynnetään kiintolevyjen lukupäissä, magneettikentän antureissa ja uudenlaisissa magnetoresistanssisissa satunnaishakumuisteissa.

Minnesotan yliopiston tutkijoiden uusi löytö esittelee uudenlaisen magnetoresistanssin olemassaolon. Se löytyi topologisista eristeistä ja voi johtaa parannuksiin tulevaisuuden tietojenkäsittelyssä ja tallennuksessa.

"Meidän löytömme on yksi puuttuva osa palapeliä, jolla parannetaan pienen tehonkäytön tietojenkäsittelyä ja muisteja puolijohdeteollisuudessa, mukaan lukien aivojen kaltainen tietojenkäsittely sekä sirut roboteille ja magneettiset 3D-muistisirut", toteaa Minnesotan yliopiston professori Jian-Ping Wang.

Vaikka magneettinen tallennus hallitsee edelleen datavarastosovelluksia, magnetoresistiivinen satunnaismuisti on ottamassa vähitellen paikkansa tietojenkäsittelyn alalla sirulle mahtuvina muistirakenteina. Erityisesti niiden kolmiulotteinen toiminta vaatii uudenlaista magnetoresistanssin ilmiötä.

Sovelluksen näkökulmasta työ tarjoaakin puuttuvan palan luoda kolmiulotteinen ja ristikkäistyyppinen tietojenkäsittely- ja muistirakenne ja lisäten niihin aiemmin puuttuneen tai korvaten erittäin hankalan lukutoiminnon.

Seuraten yhtä viimeaikaista yhdensuuntaisen spin Hall -magneettiresistanssin löytymistä tavanomaisissa metalli-kaksikerroksisissa materiaalijärjestelmissä Minnesotan yhdessä Pennsylvanian yliopiston kollegoiden kanssa osoittavat ensimmäistä kertaa tällaisen magnetoresistanssin olemassaolon topologinen eriste - ferromagneettinen kerros heterorakenteessa.

Kuva havainnollistaa löydetyn magnetoresistanssin toimintaa. Spinit syntyvät topologisissa eristeissä. Niistä ne, jotka ovat ferromagneettisen ja topologisen eristeen rajapinnassa, ovat vuorovaikutuksessa ferromagneetin kanssa ja aiheuttavat rakenteen korkean tai pienen resistanssin riippuen magnetisoinnin ja spinin suhteellisista suunnista.

Aiheesta aiemmin:

Löytöjä topologiselle kvanttitietokoneelle