Az új mágneses áttörés forradalmasíthatja az MI-memóriát

A ruténium-dioxid (RuO2) ultravékony filmjeiben egy új mágneses állapotot fedeztek fel japán kutatók, amely áttörést hozhat a memóriachipek sebességében, sűrűségében és megbízhatóságában. Az úgynevezett altermágneses anyagok sorába most hivatalosan is bekerülő RuO2 a mágneses világ két fő jellemzőjét egyesíti: egyszerre ellenálló a külső zavarokkal szemben; a kiolvasás pedig gyors, és elektromos alapon is lehetséges. Ezáltal új távlatok nyílhatnak a jövő adattárolása számára.

Az altermágnesek jelentősége

Az NIMS, a Tokiói Egyetem, a Kyoto Institute of Technology és a Tohoku Egyetem kutatói nemzetközi összefogással mutatták ki, hogy a RuO2 ultravékony rétegeiben altermágnesesség lép fel, amely a mágneses anyagok külön harmadik csoportjaként jelent meg. Eddig a memóriatechnológiák legfőbb problémája a mágneses zavarokkal szembeni érzékenység volt: a ferromágnesek könnyen írhatók, de külső mágneses hatásokra hibázhatnak, és a tárolási sűrűségük is korlátos. Az antiferromágnesek ugyan stabilabbak, de az információ kiolvasása nehézkes. Az altermágnesek ezt a két előnyt képesek ötvözni, méghozzá úgy, hogy közben újraírhatók maradnak.

Áttörő eredmények a ruténium-dioxid-filmekkel

A kutatók áttörést értek el azzal, hogy egyirányú kristályszerkezetű RuO2-filmeket tudtak létrehozni zafíralapra. A pontos gyártási paraméterek finomhangolásával sikerült biztosítani, hogy az anyag szerkezete ideálisan rendeződjön. Röntgen-mágneses vizsgálatokkal kimutatták, hogy az anyag N–S pólusainak összmágnesezettsége kioltja egymást. Ugyanígy megfigyelték, hogy az elektromos ellenállása változik a spiniránytól függően; ez pedig közvetlen elektromos bizonyítéka a spineltolt elektronikus szerkezetnek. A kísérleti eredmények összhangban állnak az elméleti modellekkel, ez pedig megerősíti, hogy a RuO2 ténylegesen altermágnesként viselkedik.

Új generációs memóriák előtt nyílhat meg az út

A kutatócsoport szeretné továbbfejleszteni a RuO2-alapú memóriatechnológiát, amely gyorsabb, energiahatékonyabb és nagyobb adatsűrűséget kínálhat a jelenlegi megoldásokhoz képest. A szinkrotronalapú mágneses elemzéseket más ígéretes altermágnesek azonosítására is alkalmaznák, ezzel is gyorsítva a spintronikai innovációkat. Úgy tűnik, hogy ezzel a módszertannal új utak nyílhatnak a jövő elektronikai eszközei számára.

Nemzetközi csapat, széles körű támogatás

A projektet Zhenchao Wen vezette a NIMS kutatócsoportjánál, többek között Jun Okabayashi (Tokiói Egyetem) és Takeshi Seki (Tohoku Egyetem) is részt vett benne. A kutatást japán állami intézmények (például a JSPS és a MEXT) és egyetemi programok támogatták. Az eredményeket a rangos Nature Communications folyóirat tette közzé szeptember 24-én.

2025, adminboss, www.sciencedaily.com alapján