นักวิจัยสิงคโปร์พัฒนาเทคโนโลยีอุปกรณ์เก็บข้อมูล ใช้พลังงานน้อยและเร็วกว่าหน่วยความจำ

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์พัฒนาฟิล์มแบบมัลติเลเยอร์ชนิดบางพิเศษได้เป็นผลสำเร็จ ซึ่งสามารถช่วยในการออกแบบอุปกรณ์เก็บข้อมูลที่ใช้พลังงานน้อย และทำงานได้เร็วกว่าเทคโนโลยีหน่วยความจำในปัจจุบัน

โดยฟิล์มขนาดนาโนนี้มีความสามารถในการปล่อยวงล้อแม่เหล็กขนาดเล็ก หรือที่เรียกว่า  skyrmions ซึ่งทำหน้าที่นำพาข้อมูลไปเก็บและประมวลผลข้อมูลบนสื่อแม่เหล็ก ซึ่ง Skyrmion ขนาดจิ๋วนี้ได้นำไปสู่การศึกษาเพิ่มเติมถึงความเป็นไปได้ของการสร้างเทคโนโลยีการเก็บข้อมูลในอนาคต

การพัฒนานี้เป็นความร่วมมือกับนักวิจัยจาก Brookhaven National Laboratory, มหาวิทยาลัยสโตนี่ บรูค  และมหาวิทยาลัยหลุยส์เซียน่า

“เป็นเวลานานมากที่เราตั้งสมมติฐานว่า ไม่มี DMI ในโครงสร้างแบบสมมาตรเช่นสิ่งที่เรานำเสนอในงานของเรา มากไปกว่านั้น เรื่องของ Skyrmion ก็คงไม่มีด้วย” ดร. Shawn Pollard จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ สาขาไฟฟ้าและวิศวกรรมคอมพิวเตอร์กล่าว “มันจึงเป็นเรื่องที่เหนือความคาดหมายมากที่เราพบทั้ง DMI ขนาดใหญ่และ Skyrmions ในฟิล์มมัลติเลเยอร์ที่เราสร้างขึ้น มากไปกว่านั้น Skyrmions ในระดับนาโนนี้ยังคงอยู่แม้จะดึงสนามพลังแม่เหล็กภายนอกออกไปจนหมด”

สำหรับตัวนำพาข้อมูลชนิดพิเศษหรือ Skyrmions นี้ปรากฏอยู่ใน Layered Systems โดยต้องวางโลหะหนักซ้อนใต้สารที่มีอำนาจแม่เหล็ก ซึ่งจะทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างสองวัตถุที่แตกต่างกัน และเกิดเป็น Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI) ขึ้น

แม้ว่า DMI จะช่วยให้ Skymion มีความเสถียรมากขึ้น แต่การไม่มีสนามพลังแม่เหล็กก็อาจกระทบต่อเสถียรภาพของ Skyrmion ได้เช่นกัน ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงอยู่ระหว่างการพัฒนาให้Skyrmions มีความเสถียรให้ได้ในอุณหภูมิห้อง โดยไม่ต้องสร้างสนามพลังแม่เหล็กเพิ่มเติม

“Skyrmions ขนาดเล็กที่มาพร้อมความเสถียรนี้สามารถนำไปออกแบบอุปกรณ์ Spintronic รุ่นใหม่ที่ใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าเดิม และล้ำหน้ากว่าเทคโนโลยีเมมโมรีในปัจจุบัน” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Yang Hyunsoo จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์กล่าว