研究人员开发了一种基于螺旋磁体的新型磁存储设备，这种设备具有高密度、非易失性存储且无磁场串扰的特点。这一突破为当前信息存储的挑战提供了可持续的解决方案，具有大规模集成和高耐用性的潜力。
研究人员概述的新型螺旋磁体存储技术可实现高密度、稳定存储且串扰最小，标志着非易失性存储设备的重大进步。图片来源：SciTechDaily.com
研究人员开发了一种新型的基于磁体的存储设备，使用螺旋磁体，承诺提供高密度、非易失性存储且没有磁场交叉干扰。这一突破为当前信息存储的挑战提供了可持续的解决方案，具有大规模集成和高耐用性的潜力。
由科学家组成的团队提出了一种新型基于磁体的存储设备的概念，这可能会因其大规模集成、非易失性和高耐用性的潜力而彻底改变信息存储设备。
他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。
自旋电子学设备，以磁性随机存取存储器（MRAM）为代表，利用铁磁材料的磁化方向来存储信息。由于它们的非易失性和低能耗，自旋电子学设备很可能在未来的信息存储组件中发挥关键作用。
然而，基于铁磁体的自旋电子学设备有一个潜在的陷阱。铁磁体会在其周围产生磁场，这会影响附近的铁磁体。在集成的磁性设备中，这会导致磁比特之间的交叉干扰，这将限制磁存储密度。
由东北大学材料研究所的Hidetoshi Masuda、Takeshi Seki、Yoshinori Onose等人，以及东邦大学的Jun-ichiro Ohe组成的研究团队，展示了可以利用称为螺旋磁体的磁性材料来制造磁存储设备，这应该能够解决磁场问题。
在螺旋磁体中，原子磁矩的方向以螺旋形排列。螺旋的右旋或左旋，称为手性，可以用来存储信息。由于每个原子磁矩产生的磁场相互抵消，因此螺旋磁体不产生任何宏观磁场。“基于螺旋磁体的手性记忆的存储设备，不受比特间交叉干扰的影响，可以为提高存储密度铺平新的道路，”Masuda说。
研究团队展示了手性记忆可以在室温下写入和读出。他们制造了室温螺旋磁体MnAu2的外延薄膜，并展示了通过电脉冲在磁场下切换手性（螺旋的右旋和左旋）。此外，他们制造了一个由MnAu2和铂（Pt）组成的双层设备，并展示了即使在没有磁场的情况下，也可以将手性记忆作为电阻变化读出。
未来的启示
Masuda补充说：“我们已经揭示了螺旋磁体中手性记忆在下一代存储设备中的潜在能力；它可能提供高密度、非易失性和高度稳定的存储比特。”“这有望带来具有超高信息密度和高可靠性的未来存储设备。”
参考文献：“室温下螺旋磁体MnAu2薄膜的手性切换和检测”由Hidetoshi Masuda、Takeshi Seki、Jun-ichiro Ohe、Yoichi Nii、Hiroto Masuda、Koki Takanashi和Yoshinori Onose于2024年3月7日发表在《自然通讯》上。 DOI: 10.1038/s41467-024-46326-4