Skyrmion voisi vapauttaa supertietokoneiden muistia

23.04.2026

Tohoku-Skyrmion-voisi-avata-supertietokoneiden-muistia-300.jpgTulevaisuuden tietotekniikalle visioidut magneettiset skyrmionit ovat erittäin stabiileja rakenteita, joita löytyy mikromagneettisista materiaaleista ja joilla on pyörremäinen spin. Koska niitä voidaan liikuttaa minimaalisella sähkövirralla, nämä rakenteet voisivat auttaa kehittämään muistia seuraavan sukupolven laskennan voimanlähteeksi ilman suurta virrankulutusta.

Mutta viime aikoihin asti skyrmionin perusominaisuudet pysyivät tutkijoille mysteerinä.

Tohokun yliopiston tutkijoiden äskettäin julkaistussa artikkelissa tutkijat jakoivat uusia yksityiskohtia ja ominaisuuksia näistä rakenteista.

Kyseessä on äärimmäinen miniatyrisointi, jossa käytetään 2 nanometrin rakenteita, jotka mahdollistavat erittäin tiheän datantallennuksen ja paljon pienemmät elektroniset laitteet”, sanoo professori Kosuke Nakayama.

Aiemmin tutkijat uskoivat, että skyrmioneja voi muodostua vain epäsymmetrisissä kiderakenteissa. Mutta näitä nanomittaisia skyrmioneja löytyy nyt myös keskisymmetrisistä materiaaleista, kuten Eu(Ga,AI)4:stä.

Näiden rakenteiden ja niiden pyörrerakenteen muodostumisen ymmärtämiseksi syntetisoitiin tarkkoja koostumukseltaan kontrolloituja Eu(Ga,AI)4-kiteitä, joita tutkittiin kulmaerotteisella fotoemissiospektroskopialla (ARPES).

Tarkkaillessaan skyrmionin ja isännän välistä keskisymmetristä materiaalia tutkijat havaitsivat tärkeän laukaisimen, joka auttoi skyrmionin muodostumisessa: Lifshitz-siirtymän, joka on äkillinen muutos elektronisissa tiloissa. Kun tämä muutos elektronisissa tiloissa tapahtuu, se tuottaa päällekkäisiä Fermi-pintoja tai sisäkkäisiä Fermi-pintoja.

Tutkijat vastasivat myös lopullisesti kysymykseen siitä, mikä luo skyrmion-pyörteet, kyseenalaistaen aiemmat näistä rakenteista tehdyt teoriat.

Kyseessä on RKKY-vuorovaikutus, joka on lyhenne sanoista Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida-vuorovaikutus. Aiemmin oletettiin, että kyseessä on toinen vuorovaikutus, Dzyaloshinskii-Moriya-vuorovaikutus. Johtumiselektronien aikaansaama RKKY-vuorovaikutus selittää sisäkkäiset Fermi-pinnat, hilarakenteen ja skyrmionin pienen koon.

Lifshitz-siirtymän, RKKY-vuorovaikutuksen ja sen ymmärtämisen, miten magneettinen materiaali kykenee kehittämään skyrmionin, on tärkeää nanolaskennan kannalta. "Tämä muutos antaa tiedemiehille mahdollisuuden 'suunnitella' magneettisia ominaisuuksia mielin määrin manipuloimalla elektronisia perustuksia sen sijaan, että turvauduttaisiin kokeiluun ja erehdykseen", Nakayama sanoi.

Tulevaisuutta ajatellen tutkijat etsivät kaikkia erilaisia tapoja hyödyntää skyrmionia nanolaskennassa, elektronisten tilojen manipuloinnista eri kokoisten ja muotoisten skyrmionien luomiseksi materiaalirakenteen hallintaan entistä pienempien rakenteiden luomiseksi.

Aiheesta aiemmin:

Uudentyyppinen magnetismi löydetty 2D-materiaaleista

Kohti energiatehokasta tietotekniikkaa skyrmionien avulla

Kiraalisia skyrmion-virtoja voidaan käyttää logiikkaan

18.05.2026Lasermittaus elävien solujen voimista ja kuvia aivoista
16.05.2026Veden rajapinnassa on kierre
15.05.2026Mustaa fosforia tulevaisuuden alkalimetalli-ioniakkuihin
15.05.2026Nano-tinavälikerros kiinteän olomuodon akuille
15.05.2026Akkututkimuksia atomitasolla
15.05.2026Kuinka kvanttitilat voivat suojautua
14.05.2026Uraauurtava tutkimus valon hallinnasta
14.05.2026Tutkijat ohjelmoivat materiaaleja vain pyörittämällä niitä
13.05.2026Tutkimus avaa ferrosähköisen muistin alumiininitridissä
13.05.2026Printatut hyppykivet rikkovat 2D-kontaktien rajoitukset
13.05.2026Kuinka parantaa kiraalisten puolijohteiden kykyä absorboida
12.05.2026Liikkuvia kubitteja yhdistellen
12.05.2026Tiimi ohjaa elektronin spiniä ballistisesti grafeenissa
12.05.2026Nanografeenit mahdollistavat monen spinin lomittumisen
12.05.2026Kestävä ei-vastavuoroinen kvanttisynkronointi
11.05.2026Magnonin käyttöikä sata kertaa pidemmäksi
11.05.2026Välitön taajuuden hyppy magneettisen värähtelyn avulla
09.05.2026Molekyylikytkennät akun ja vedyn reaktioiden takana
08.05.2026Aineen uudet muodot, jollaisia ei pitäisi olla olemassa
08.05.2026Vakaus nanomagnetismissa tuo nopeampaa datantallennusta
08.05.2026Unelmia mahdollisista kvanttitekstuurin kuvioista
07.05.2026Elektronisia muisteja, jotka varastoivat myös energiaa
07.05.2026Holografiatekniikka, jossa valosta tulee avain
07.05.2026Magneetti lähes ilman magneettikenttää
06.05.2026Kiraalisen suprajohtavuuden sormenjälki
06.05.2026Magneettikentät voivat "elvyttää" nikkelaattien suprajohtavuutta
06.05.2026Suprajohtavuus, jota ei pitäisi olla olemassa?
06.05.2026Älyanturi dekoodaa väsymyksen ja stressin kehon signaaleista
05.05.2026Makroskooppinen magneetti presessoi
05.05.2026DNA-molekyylitietokone yhdistää muistin ja laskennan
04.05.2026Aurinkokenno joka toimii kuutamolla ledin tavoin
04.05.2026Mekaaninen sininen ledi
04.05.2026Uusi kriittisen pisteen löytö vedestä
04.05.2026Moiré-kuvioita ferrosähköisyyden parissa
01.05.2026Nätisti taittuva näyttöteknologia
01.05.2026Valon nopeutta sirupiireihin
30.04.2026Kaksoisraon koe paljastaa uusia syvyyksiä
30.04.2026Tutkijat löysivät yllättävän uuden tavan hallita valoa
30.04.2026Magneettisuus vaihtuukin hitaammin
29.04.2026Hiilinanoputkikuidut haastavat kupari- ja alumiinikaapelit
29.04.2026Kiinteän olomuodon akkujen oikosulun ymmärtäminen
29.04.2026Ohut suojamateriaali yhdistää EMI- ja neutronisuojauksen
29.04.2026Uusi materiaali SOT-muisteille
28.04.2026Valoisampaa tietojenkäsittelyä
28.04.2026Ratsastusta kvanttiaalloilla
28.04.2026Uusi 3D-rakenne valjastaa eläviä aivosoluja laskentaan
27.04.2026Elektronikomponentteja yksittäisten molekyylien ketjuista
27.04.2026Luoda ultraäänellä valoa kehon sisällä
25.04.2026Syyllisenä elektronien spin
24.04.2026Monitoimisia kvanttiantureita
24.04.2026Timantin venyttäminen ja puristaminen
24.04.2026Prototyyppi lämpömuistista ja jänniteohjattu lämmönvirtaus
24.04.2026Kätevää termoelektristen materiaalien valmistusta
23.04.2026Jättiläissuperatomit ja kvanttilaskennan suurin ongelma
23.04.2026Uusi temppu tuo vakautta kvanttioperaatioihin
23.04.2026Kohina rajoittaa nykypäivän kvanttipiirejä
23.04.2026Skyrmion voisi vapauttaa supertietokoneiden muistia
22.04.2026Printtineuronit kommunikoivat elävien aivosolujen kanssa
22.04.2026Kun tekoäly kohtaa lihaksen
22.04.2026Valon spinin pyörittelyä
21.04.2026Mind the gap
21.04.2026Kaksipuolisuutta joustaville mikrosiruille
21.04.2026Pseudokapasitiivisen anodimateriaali superkondensaattoreille
20.04.2026Uusi elektrolyytti antaa ionien virrata
20.04.2026Natrium- ja sinkkiakkujen kehitystöitä
20.04.2026Memristoreita hafniumoksidista
18.04.2026Impressionistiset merietanat
17.04.2026Hyödyntää kvanttinopeuden parannuksia
17.04.2026Multipleksoitu QKD-protokolla
17.04.2026Aikajakoista multipleksausta kubiteille
17.04.2026Kuinka saada pii loistamaan valoa tehokkaasti
17.04.2026Atomivääristymät paljastavat uusia vihjeitä suprajohtavuudesta
16.04.2026Kaoottinen suunnittelu luo seuraavan sukupolven optiset laitteet
16.04.2026Pieni mikroaaltofotonien ilmaisin voisi edistää kvanttiteknologiaa
15.04.2026Täydellisen symmetriset 2D-perovskiitit tehostavat energian kuljetusta
15.04.2026Materiaali voi tehdä siirtymän kvanttitilojen välillä
14.04.2026Mekaaniset syötteet tehostavat timanttikvanttianturien tiloja
14.04.2026Fotoniikan keksintö vangitsee valon sirulle miljooniksi kierroksiksi
14.04.2026Polttokennojen esteiden murtaminen
13.04.2026Pyörimisen kvanttitila kahdessa ulottuvuudessa
13.04.2026Uusi kvanttimateriaaliperhe yhdistää topologian ja korrelaatiot
11.04.2026Grafeenianturi mittaa kasvinlehtien nesteytystä reaaliajassa
10.04.2026Unelmateknologia valon muuttamiseen sähköksi
10.04.2026Tähdenmuotoinen nanomateriaali muuttaa energian varastointia
10.04.2026Valon ja aineen vuorovaikutuksia nanotasolla
09.04.2026Kvanttilaskentaa ilman keskeytyksiä
09.04.2026Kohinan hallintaa kvanttitietokoneille
09.04.2026Lasertornado synteettisessä magneettikentässä
08.04.2026Moiré-superhila ja neliulotteinen kvanttimaailma
08.04.2026Molekyylien ydinspinien optinen hallinta
08.04.2026Topologia valossa: tutkijat luovat optisen ilmiön
07.04.2026Järjestyksen löytäminen epäjärjestyksestä
07.04.2026Nestekidepisarassa nanosekunnin valo-valo -kytkentä
07.04.2026Keinotekoiset varauksien domeeniseinät 2D-ferrosähköisissä
06.04.2026Elektronit surffaavat fononeilla
06.04.2026Äänikommunikaatio veden ja ilman välillä
04.04.2026Antaa roboteille siivet
03.04.2026Timantti mikropiirien lämmönhallintaan
02.04.2026Ensimmäinen vetyä hyödyntävä tekoälypuolijohde
02.04.2026Takaisin kvanttitulevaisuuteen

Näytä lisää »