Исследователи из Штутгартского университета идентифицировали инновационный магнитный режим в четырехслойном соединении иодида хрома (CrI3), способствующий формированию ультракомпактных и устойчивых магнитных вихрей — скирмионов (skyrmions). Эти структуры обладают топологической защитой, что позволяет кодировать информацию на наноуровне и обеспечивает исключительную стабильность носителей.
В ходе эксперимента физики осуществили прецизионный поворот двух пар слоев CrI3 относительно друг друга. Данная манипуляция привела к возникновению уникальной магнитной архитектуры, ставшей средой для зарождения скирмионов. В отличие от стандартных плоскопараллельных систем, модифицированный «скрученный» материал демонстрирует выраженное внешнее магнитное поле и повышенную резистентность к внешним воздействиям.
Для регистрации сверхслабых магнитных сигналов научный коллектив задействовал квантовый микроскоп на базе NV-центров в алмазе — передовую технологию, совершенствовавшуюся в Центре прикладных квантовых технологий (ZAQuant) в течение последних 20 лет. Применение этого метода позволило напрямую визуализировать скирмионы и экспериментально подтвердить их жизнеспособность.
Данное открытие не только открывает перспективы для создания сверхплотной магнитной памяти, но и заставляет пересмотреть существующие теоретические модели, описывающие коллективное поведение электронов в двумерных магнетиках. Исследование носило международный характер: экспериментальная часть реализована в Штутгарте, математическое моделирование — в Эдинбурге, при участии специалистов из Японии, США и Канады.
Скирмионы, обнаруженные в скрученных двумерных кристаллах, могут стать фундаментальной основой для запоминающих устройств будущего, обеспечивая рекордную плотность и надежность хранения данных.
Источник: iXBT
