TERNARY MEMORY CELLS BASED ON PERFORATED MAGNETIC FILMS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper studies ferromagnetic films with strong uniaxial anisotropy of the “easy plane” type and substantiates that paired nano-sized perforations in such films can be used as memory cells for recording and storing data in the ternary number system. The problem of reading the state of cells of this type has been examined, and an approach to solving it has been proposed, which consists in measuring the response of the system to a picosecond pulse of an external magnetic field. The parameters of the system at which the magnitude of this response is greatest were obtained, and estimates of this value were made using both analytical and numerical methods.

About the authors

E. B Magadeev

Ufa University of Science and Technology

Email: magadeeveb@gmail.com
Ufa, Russia

R. M Vakhitov

Ufa University of Science and Technology

Email: vakhitovrm@yahoo.com
Ufa, Russia

R. R Kanbekov

Ufa University of Science and Technology

Ufa, Russia

References

  1. Fert A., Reyren N., Cros V. Magnetic skyrmions: advances in physics and potential applications, Nat. Rev. Mater. 2017, vol. p. 2, 17031.
  2. Kumar D., Jin T., Sbiaa R. et al. Domain wall memory: Physics, materials, and devices, Phys. Rep. 2022, vol. 958, p. 1.
  3. Vakili H., Xu J.-W., Zhou W. et al. Skyrmionics–Computing and memory technologies based on topological excitations in magnets, J. Appl. Phys. 2021, vol. 130, p. 070908.
  4. Everschor-Sitte K., Masell J., Reeve R.M., Kläui M. Perspective: Magnetic skyrmions–Overview of recent progress in an active research field, J. Appl. Phys. 2018, vol. 124, p. 240901.
  5. Samardak A.S., Kolesnikov A.G., Davydenko A.V. et al. Topologically Nontrivial Spin Textures in Thin Magnetic Films, Phys. Metals Metallogr. 2022, vol. 123, p. 238.
  6. Navas D., Verba R.V., Hierro-Rodriguez A. et al. Route to form skyrmions in soft magnetic films, APL Mater. 2019, vol. 7, p. 081114.
  7. Luo S., You L. Skyrmion devices for memory and logic applications, APL Mater. 2021, vol. 9, p. 050901.
  8. Yu X., Onose Y., Kanazawa N. et al. Real-space observation of a two-dimensional skyrmion crystal, Nature. 2010, vol. 465, p. 901.
  9. Sharafullin I.F., Diep H.T.. Skyrmions and Spin Waves in Magneto–Ferroelectric Superlattices, Entropy. 2020, vol. 22, p. 862.
  10. Hog S.El., Sharafullin I.F., Diep H.T. et al. Frustrated antiferromagnetic triangular lattice with Dzyaloshinskii–Moriya interaction: Ground states, spin waves, skyrmion crystal, phase transition, J. Magn. Magn. Mater. 2022, vol. 563, p. 169920.
  11. Sapozhnikov M.V., Vdovichev S.N., Ermolaeva O.L. et al. Artificial dense lattice of magnetic bubbles, Appl. Phys. Lett. 2016, vol. 109, p. 042406.
  12. Sapozhnikov M.V., Petrov Y.V., Gusev N.S. et al. Artificial Dense Lattices of Magnetic Skyrmions, Materials. 2020, vol. 13, p. 99.
  13. Bogatyrev A.B., Metlov K.L.. Metastable states of sub-micron scale ferromagnetic periodic antidot arrays, J. Magn. Magn. Mater. 2019, vol. 489, p. 165416.
  14. Cowburn R.P., Adeyeye A.O., Bland J.A.C. Magnetic domain formation in lithographically defined antidot Permalloy arrays, Appl. Phys. Lett. 1997, vol. 70, p. 2309.
  15. Xu M., Zhang J., Meng D. et al. The influence of introducing holes on the generation of skyrmions in nanofilms, Phys. Lett. A. 2022, vol. 433, p. 128034.
  16. Magadeev E.B., Vakhitov R.M. JETP Letters. Structure of magnetic inhomogeneities in films with topological features, 2022, vol. 115, p. 114.
  17. Magadeev E.B., Vakhitov R.M., Kanbekov R.R. Theory of vortex-like structures in perforated magnetic films accounting demagnetizing fields, JETP. 2022, vol. 135, p. 364.
  18. Magadeev E.B., Vakhitov R.M., Kanbekov R.R. Stability of nontrivial magnetic structures in ferromagnetic films with antidots, J. Phys.: Condens. Matter. 2023, vol. 35, p. 015802.
  19. Magadeev E., Vakhitov R., Sharafullin I. Mechanism of Topology Change of Flat Magnetic Structures, Entropy. 2022, vol. 24, p. 1104.
  20. Hubert А., Shafer R. Magnetic Domains. Berlin. Springer-Verlag, 2007.
  21. Donahue M.J., Porter D.G. OOMMF User’s Guide, version 2.0a3. National Institute of Standard and Technolog: Gaithersburg, MD, USA, 2021; Websites: https://math.nist.gov/oommf/doc/userguide20a3/userguide/

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».