降低存储设备的规模：基于螺旋磁体手性的磁性记忆

日本的一支研究团队提出了一种基于螺旋磁体手性的磁性存储设备的新概念，这可能会彻底改变信息存储设备，因为它们具有大规模集成、非易失性和高耐久性的潜力。

他们的研究结果细节于2024年3月7日发表在《自然通讯》杂志上。

以磁随机存取存储器（MRAM）为代表的自旋电子学设备利用铁磁材料的磁化方向来存储信息。由于其非易失性和低能耗，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，铁磁基自旋电子学设备存在一个潜在的缺陷。铁磁体会产生围绕其周围的磁场，这会影响附近的铁磁体。在集成磁性设备中，这会导致磁位之间的串扰，从而限制磁性存储密度。

研究团队包括来自东北大学材料研究所的Hidetoshi Masuda、Takeshi Seki、Yoshinori Onose和Toho大学的Jun-ichiro Ohe等人，他们证明了称为螺旋磁体的磁性材料可以用于磁性存储设备，从而解决了磁场问题。

在螺旋磁体中，原子磁矩的方向呈螺旋状排列。螺旋的右手或左手性被称为手性，可以用来存储信息。每个原子磁矩引起的磁场相互抵消，因此螺旋磁体不会产生任何宏观磁场。Masuda说：“基于螺旋磁体的手性的记忆设备，免于位之间的串扰，可能为提高存储密度开辟新途径。”

研究团队证明了手性记忆可以在室温下进行写入和读取。他们制备了室温螺旋磁体MnAu2的外延薄膜，并展示了在磁场下通过电流脉冲切换螺旋的右手性和左手性。此外，他们制备了由MnAu2和Pt（铂）组成的双层器件，并证明手性记忆可以在没有磁场的情况下通过电阻变化来读取。

Masuda补充道：“我们已经揭示了螺旋磁体中的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、非易失和高稳定性的存储位。”“这将有望带来未来超高信息密度和高可靠性的存储设备。”