De nombreux chercheurs ont proposé des technologies basées sur des skyrmions magnétiques, tels que des dispositifs de calcul pouvant fonctionner à grande vitesse ou avec une faible consommation d'énergie. Récemment, des structures antiferromagnétiques synthétiques (SAF) ont été proposées pour augmenter la stabilité et la mobilité des skyrmions en réduisant ou en éliminant l'effet Hall des skyrmions. Ici, nous étudions numériquement la dynamique induite par le courant des skyrmions sur les structures bicouches SAF. Nous démontrons le contrôle et la manipulation efficaces des skyrmions SAF, y compris le déplacement et l'alignement directionnels. En outre, nous concevons des portes logiques basées sur SAF-skyrmion, telles que les portes and, or, xor et not. Notre conception fournit des conseils pour le développement futur de dispositifs informatiques spintroniques qui utilisent des textures de spin topologiques à l'échelle nanométrique comme supports d'informations.

Muchos investigadores han propuesto tecnologías basadas en skyrmions magnéticos, como dispositivos computacionales que pueden funcionar a alta velocidad o con bajo consumo de energía. Recientemente, se han propuesto estructuras antiferromagnéticas sintéticas (SAF) para aumentar la estabilidad y la movilidad de los skyrmions al reducir o eliminar el efecto Hall de skyrmion. Aquí, estudiamos numéricamente la dinámica inducida por la corriente de los skyrmions en las estructuras bicapa SAF. Demostramos el control y la manipulación efectivos de los skyrmions SAF, incluido el desplazamiento direccional y la alineación. Además, diseñamos puertas lógicas basadas en SAF-skyrmion, como las puertas and, or, xor y not. Nuestro diseño proporciona orientación para el desarrollo futuro de dispositivos informáticos espintrónicos que utilizan texturas de espín topológicas a nanoescala como portadores de información.

Technologies based on magnetic skyrmions, such as computational devices that can operate at high speed or with low energy consumption, have been proposed by many researchers. Recently, synthetic antiferromagnetic (SAF) structures have been proposed to increase the stability and mobility of skyrmions by reducing or eliminating the skyrmion Hall effect. Here, we numerically study the current-induced dynamics of skyrmions on SAF bilayer structures. We demonstrate the effective control and manipulation of SAF skyrmions, including directional displacement and alignment. Furthermore, we design SAF-skyrmion-based logic gates, such as the and, or, xor, and not gates. Our design provides guidance for future development of spintronic computing devices that use topological nanoscale spin textures as information carriers.

اقترح العديد من الباحثين تقنيات تعتمد على السكايرميونات المغناطيسية، مثل الأجهزة الحسابية التي يمكن أن تعمل بسرعة عالية أو باستهلاك منخفض للطاقة. في الآونة الأخيرة، تم اقتراح هياكل اصطناعية مضادة للكروم المغناطيسي (SAF) لزيادة استقرار وحركة skyrmions عن طريق تقليل أو القضاء على تأثير Skyrmion Hall. هنا، ندرس عدديًا الديناميكيات المستحثة بالتيار للسمايرميونات على هياكل طبقة SAF الثنائية. نوضح التحكم والتلاعب الفعالين في SKYROMIONS SAF، بما في ذلك الإزاحة الاتجاهية والمحاذاة. علاوة على ذلك، نقوم بتصميم البوابات المنطقية القائمة على SAF - skyrmion، مثل البوابات AND و OR و XOR و NOT. يوفر تصميمنا إرشادات للتطوير المستقبلي لأجهزة الحوسبة الدوارة التي تستخدم قوام الدوران النانوي الطوبولوجي كحاملات للمعلومات.