Chodzi na przykład o wiry magnetyczne, bąbelki oraz skyrmiony. Założeniem spintroniki jest wykorzystywanie tych struktur w celu przechowywania informacji bądź prowadzenia operacji logicznych. Wyróżniającym aspektem takiego podejścia jest obniżone zużycie energii względem klasycznie stosowanych metod. Z drugiej strony, inżynierowie zmagają się z pewnymi ograniczeniami, choćby w postaci wytwarzania, stabilizacji i utrzymywania odpowiednich warunków z zakresu temperatury czy pól magnetycznych.
Czytaj też: Przechowywanie danych rodem z przyszłości. Pomaga nowy materiał kwantowy
W odniesieniu do tych problemów przełomowe mogą okazać się dokonania opisane w ACS Applied Materials & Interfaces. Członkowie zespołu badawczego postawili na tworzenie wirów za pośrednictwem struktur nadprzewodzących. W obecności defektów powierzchniowych owe struktury wykazują wysoki stopień stabilizacji. To nietypowa właściwość, ponieważ zwykle takie wiry cechowały się niestabilnością.
Kluczem do sukcesu okazał się wysokotemperaturowy nadprzewodnik YBCO. Osadzono na nim związek ferromagnetyczny, czyli wykazujący własne i spontaniczne namagnesowanie. Jak wykazały eksperymenty, gdy temperatura została sprowadzona poniżej -181 stopni Celsjusza, testowany materiał przeszedł w stan nadprzewodnictwa. Przykładając na bardzo krótką chwilę pole magnetyczne, naukowcy sprawili, że powstawało tzw. magnetyczne pole rozproszone.
Spintronika zakłada przechowywanie informacji z wykorzystaniem spinu elektronu, a nie jedynie zmian w przepływie prądu
Za jego pośrednictwem powstają mirkostruktury magnetyczne, a spiny rozchodzą się promieniowo, niczym w wirze. Kiedy temperatura rośnie, YBCO przestaje być nadprzewodnikiem i zaczyna wykazywać “normalne” właściwości. Znika wtedy pole magnetyczne rozproszone, ale wiry wykazują odciśnięte stany nawet wtedy, gdy temperatura staje się bliska pokojowej. Mówiąc krótko, pole magnetyczne pozwala na odciskanie domen magnetycznych, natomiast defekty występujące na powierzchni zapewniają odpowiednią stabilizację.
Takie rozwiązanie mogłoby być według autorów stosowane względem wielu różnych ferromagnetyków, co powinno przełożyć się na postępy kluczowe dla rozwoju spintroniki. Stamtąd już całkiem prosta droga do nowatorskiego przechowywania informacji, na zasadach innych niż dotychczasowe.
