Ученые из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли самыми первыми в мире смогли получить объемное изображение (или скорее рентген-снимок) скирмиона — магнитного вихря размерами от 10 до 20 нанометров. Трудноописуемая устойчивая структура примечательна тем, что однажды может стать источником новых микроэлектронных устройств. Куда более эффективных с точки зрения хранения огромных объемов данных и потребления энергии.
Только вот для подобного прорыва требуется более детальное понимание скирмионов. Именно поэтому Питер Фишер, старший научный сотрудник лаборатории Беркли, возглавил проект по созданию трехмерных рентгеновских изображений структуры.
«Магнитные скирмионы можно представить как вращающиеся круги магнетизма. В центре движение направлено вверх, а при удалении магнетизм закручивается и тянется вниз. Более того, структуры стабильны, малы, быстры и нелегко разворачиваются. И именно эти спиновые направления самая привлекательная часть, ведь они могут использоваться для переноса и хранения информации. По аналогии с электронами в современных устройствах»
Однако все знания о скирмионах до этого дня основывались на описании их в виде двумерных объектов. А в реальном мире электроники и кремниевых пластин придется иметь дело с тремя измерениями. Так что ученые стали думать, как изучить магнитные вихри в 3D.
«Если посмотреть на магнитный вихрь скирмиона сверху и начать срезать слои, то можно подумать, что каждый последующий будет одинаковым. Но это не так. Только вот, как это понять и тем более продемонстрировать?»
По итогу команда взяла тонкий магнитный слой, синтезированный при помощи специалистов Western Digital, и изготовили из него «нанодиск» в лаборатории Molecular Foundry. А после отправила все это дело в Швейцарию для получения томографических 3D-изображений. Процесс занял больше нескольких месяцев, но в итоге позволил полностью реконструировать структуру скирмиона в объеме.
Кстати о изображениях, которые смогли получить ученые. На днях NASA показало фотографии загадочного древнего континента на Венере, который мог быть образован океанами — прямо как на Земле.