KR101877899B1 - Signal transferring device using skyrmion coupled mode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자로서, 복수개의 스커미온(Skyrmion; 10-90)이 소정 간격을 이루며 배열된 박막 구조체(100)를 포함하며, 박막 구조체(100)의 신호 스커미온(10)에 고유 모드를 여기시키면, 신호 스커미온(10)에 인접하게 배치된 스커미온(20)으로 신호가 전파되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a signal transmission device using a Skyrimon coupling mode, which comprises a thin film structure 100 in which a plurality of Skyrmions (Skyrmion; 10-90) are arranged at predetermined intervals, and a signal skyrion The signal is propagated to the skirmish 20 disposed adjacent to the signal skewer 10, when the eigenmode is excited by the signal 10.
Description
본 발명은 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 특정 스커미온에 고유 모드를 여기시키면 이에 인접하게 배치된 스커미온에 신호가 전파될 수 있는 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a signal transmission device using a Skyrim coupling mode. More particularly, the present invention relates to a signal transmission device using a skirmish coupling mode in which a signal can be propagated to a skewer disposed adjacent to a specific skewer by exciting an eigenmode.
전자는 전기적 성질의 전하와 자기적 성질의 스핀을 가지고 있다. 하드디스크 등 자기메모리소자의 작동 원리는 스핀의 방향을 기록해 컴퓨터가 취급하는 정보의 최소 단위인 비트로서 이용한다. 일반적으로 스핀을 이용한 메모리소자는 전원 공급이 없어도 정보를 저장할 수 있는 장점이 있지만 현재 사용되고 있는 소자는 구조상 속도가 느리다는 단점이 있다. 또한, 자구벽을 이용한 메모리 소자가 제안되었지만 자구벽을 움직이기 위해서 필요한 전류밀도가 높아 그 한계가 있었다.Electrons have electrical charge and magnetic spins. The operating principle of a magnetic memory device such as a hard disk records the direction of a spin and uses the bit as a minimum unit of information handled by a computer. In general, memory devices using spins have the advantage of storing information without power supply, but currently used devices have a drawback in that they are slow in structure. In addition, although a memory device using a magnetic domain wall has been proposed, the current density required for moving the magnetic domain wall is high.
이를 극복하기 위해, 스커미온을 이용한 고속 저전력 자기메모리소자에 대한 관심이 증대되고 있다. 스커미온(Skyrmion)은 전자스핀이 모여 소용돌이 형태를 나타내는 자기구조를 가리키는 말이다. 스커미온은 다른 자기구조에 비해 10만분의 1 정도의 미세 전류밀도(~106A/m2)로 자기구조를 움직일 수 있는 뛰어난 특성 뿐 아니라 십nm-수백nm 수준의 작은 크기를 가지며 고속 저전력 차세대 자기 메모리 소자로서 주목받고 있다. 스커미온을 메모리 소자 등으로 사용하려면 스커미온의 크기, 소용돌이 방향, 배열 등을 제어하여 신호 전달이 가능하도록 해야 한다.In order to overcome this problem, there is a growing interest in high-speed low-power magnetic memory devices using Skyrimons. Skyrmion refers to a magnetic structure in which electron spins gather to form a vortex. In addition to excellent properties that can move the magnetic structure with a fine current density (~ 10 6 A / m 2 ) about one-tenth of that of other magnetic structures, Skyrimon has a small size of about 10 nm to several hundred nm, Has attracted attention as a next generation magnetic memory device. In order to use the skyrimon as a memory device, etc., it is necessary to control the size of the skyrimon, the direction of swirling, and the arrangement to enable signal transmission.
일본특허출원 제2012-232324호에서는 전류의 인가에 따라 스커미온을 이동시키는 방법이 제안되었다.In Japanese Patent Application No. 2012-232324, a method of moving skewness according to the application of an electric current has been proposed.
하지만, 위와 같이 스커미온을 직접 이동시켜 신호를 전달하는 소자의 경우는 굽은 구조, 모서리 등에서 스커미온이 사라지는 문제점이 있었다. 이에 따라, 굽은 구조 내에 홈을 형성하여 포텐셜 배리어를 변화시키거나, 모서리를 변화시키는 등의 추가적인 방법이 더 필요한 문제점이 있었다.However, in the case of a device that directly transmits a signal by moving the skewer, the skewness disappears from the bent structure, the edge, and the like. Thus, there is a problem that it is necessary to further form an additional method such as changing the potential barrier or changing the edge by forming a groove in the curved structure.
한편, 자기소용돌이를 배열하는 핵의 회전운동을 전파시켜 신호를 전달하는 방법이 제안되었으나, 신호의 전달이 쌍극자-쌍극자 상호작용에 의해서만 이루어지고, 신호전달의 세기 및 속도가 높지 않은 문제점이 있으며, 속도가 빠르더라도 수백nm 내지 수㎛ 정도의 크기를 가지는 자기소용돌이를 고집적화 하는데 어려움이 있었다.On the other hand, a method of propagating a signal by propagating a rotational motion of a nucleus which arranges magnetic vortices has been proposed. However, there is a problem that the signal is transmitted only by the dipole-dipole interaction, and the intensity and speed of signal transmission are not high. There is a difficulty in highly integrating the magnetic vortex having a size of several hundred nm to several 탆 even if the speed is high.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 보다 용이하게 신호를 발생하고 안정적으로 전달할 수 있는 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and provide a signal transmission device using a Skyrimon coupling mode that can generate and transmit signals more easily.
그리고, 본 발명은 빠른 전파속도를 가지고 고집적화가 가능한 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a signal transmission device using a skirmish coupling mode capable of high integration with a high propagation velocity.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 복수개의 스커미온(Skyrmion)이 소정 간격을 이루며 배열된 박막 구조체를 포함하며,According to an aspect of the present invention, there is provided a thin film structure including a plurality of skyrions arranged at predetermined intervals,
상기 박막 구조체의 신호 스커미온에 고유 모드를 여기시키면, 상기 신호 스커미온에 인접하게 배치된 스커미온으로 신호가 전파되는, 스커미온 결합 모드(Skyrmion Coupled Mode)를 이용한 신호 전달 소자가 제공된다.There is provided a signal transmission device using a Skyrmion Coupled Mode in which a signal is propagated to a skirting disposed adjacent to the signal skirting when the signal skirting of the thin film structure is excited to the eigenmode.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신호 스커미온에 고유 모드를 여기시키면, 상기 신호 스커미온에 인접하게 배치된 스커미온에 고유 모드가 전파됨에 따라 신호가 전파될 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, when the eigenmode is excited to the signal skyrimion, the signal can be propagated as the eigenmode propagates to the skirmish disposed adjacent to the signal skyrimion.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신호 스커미온에 고유 모드를 여기시키면, 상기 신호 스커미온의 핵의 운동이 상기 신호 스커미온에 인접하게 배치된 스커미온의 핵의 운동을 유발함에 따라 신호가 전파될 수 있다.Further, in accordance with an embodiment of the present invention, exciting the eigenmodes in the signal skyrimion causes the motion of the nucleus of the signal skyrimion to cause movement of the nucleus of the skyrim positioned adjacent to the signal skyrimion The signal can be propagated.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고유 모드의 여기는, 상기 박막 구조체에 자기장 또는 전류를 인가함으로써 발생할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, excitation of the eigenmode may occur by applying a magnetic field or current to the thin film structure.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신호 스커미온에 수직한 교류 자기장을 인가하여 브레팅 모드(Breathing Mode)를 형성할 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, an AC magnetic field perpendicular to the signal skewness may be applied to form a breathing mode.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 브레팅 모드에서, 상기 스커미온 핵의 수축/팽창 운동에 따른 자기저항값의 변화로서 신호가 전파될 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, in the britting mode, a signal can be propagated as a change in the magnetoresistance value according to the contraction / expansion motion of the squamous nucleus.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신호 스커미온에 평행한 교류 자기장 또는 교류 전류를 인가하여 시계 모드(Clockwise Mode) 또는 반시계 모드(Counterclockwise Mode)를 형성할 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, a clockwise mode or a counterclockwise mode may be formed by applying an AC magnetic field or AC current parallel to the signal skewness.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 시계 모드에서, 상기 스커미온의 중심 스핀의 위치가 XY 평면 상에서 변화함에 따른 자기저항값의 변화로서 신호가 전파될 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, in the watch mode, the signal can be propagated as a change in the magnetoresistance value as the position of the center spin of the skirmon changes on the XY plane.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 상기 스커미온의 배열 간격은 10nm 내지 40nm 이내일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the arrangement interval of each skewer may be within 10 nm to 40 nm.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 간격을 조절하여 상기 신호의 전파 속도를 조절할 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the propagation speed of the signal can be adjusted by adjusting the interval.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 간격이 커지면 상기 전파 속도가 느려질 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the propagation speed may be slowed when the gap is increased.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 박막 구조체의 적어도 소정 부분에 수직 직류 자기장을 인가하여 상기 신호의 전파 속도를 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a vertical DC magnetic field may be applied to at least a predetermined portion of the thin film structure to adjust the propagation speed of the signal.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 박막 구조체의 적어도 소정 부분에 수직 직류 자기장을 인가하여 상기 신호의 전파를 차단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a vertical DC magnetic field may be applied to at least a predetermined portion of the thin film structure to block the propagation of the signal.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수직자기이방성이 있는 강자성 박막을 상기 박막 구조체에 접합하거나, 수직방향으로 자석을 설치하여 상기 수직 직류 자기장을 인가할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the ferromagnetic thin film having vertical magnetic anisotropy may be bonded to the thin film structure, or a vertical DC magnetic field may be applied by installing magnets in a vertical direction.
그리고, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 박막 구조체 상에 복수개의 스커미온(Skyrmion)이 소정 간격을 이루도록 배열시키고, 상기 박막구조체의 신호 스커미온에 고유 모드를 여기시켜, 상기 신호 스커미온에 인접하게 배치된 스커미온으로 신호를 전파하는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film structure, comprising: arranging a plurality of skyrions on a thin film structure at a predetermined interval to excite an eigenmode to a signal skewness of the thin film structure; There is provided a signal propagation method using a skirmish junction mode that propagates a signal to a skirmish disposed adjacent the signal skirmon.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 보다 용이하게 신호를 발생하고 안정적으로 전달할 수 있는 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자를 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention as described above, it is possible to implement a signal transmission device using a Skyrimon coupling mode that can generate and transmit signals more easily.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 빠른 전파속도를 가지고 고집적화가 가능한 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, there is an effect that high integration can be achieved with a high propagation velocity.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스커미온(Skyrmion) 구조를 도시하는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스커미온의 브레팅 모드(Breathing Mode)를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스커미온의 시계 모드(Clockwise Mode) 와 반시계 모드(Counterclockwise Mode) 를 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레팅 모드 및 시계 모드에서의 스커미온의 신호 전달을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 스커미온을 배열한 신호 전달 소자를 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스커미온의 결합 모드(Coupled Mode)를 나타내는 모식도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레팅 모드에서 신호 전달을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시계 모드에서 신호 전달을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스커미온의 배열 간격에 대한 신호 전파 속도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 직류 자기장을 인가한 신호 전달 소자를 나타내는 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 직류 자기장 세기에 대한 신호 전파 속도를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수개의 스커미온을 배열한 신호 전달 소자를 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a Skyrmion structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a breathing mode of skirmon according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a clockwise mode and a counterclockwise mode of Skirmon according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 4 is a graph illustrating signal transmission of skewness in the britting mode and the watch mode according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view illustrating a signal transmission device in which a plurality of skewnesses are arranged according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating Coupled Mode of Skirmon according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating signal transmission in a britting mode according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating signal propagation in a clock mode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph illustrating a signal propagation speed with respect to an array interval of skewness according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a signal transmission device to which a vertical DC magnetic field according to an embodiment of the present invention is applied.
11 is a graph illustrating a signal propagation speed for vertical DC magnetic field intensity according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic diagram showing a signal transmission device in which a plurality of skewnesses are arranged according to another embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views, and length and area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
[스커미온 구조 및 고유 모드][Skirmon structure and eigenmode]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스커미온(Skyrmion) 구조를 도시하는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a Skyrmion structure according to an embodiment of the present invention.
스커미온(Skyrmion)은 소용돌이 형태의 모양을 하고 있는 스핀의 구조체로서, 스커미온의 중심 스핀과 주변 스핀이 반평행 상태를 가지며, 중심 스핀과 주변 스핀 사이의 스핀이 소용돌이 형태로 배치되는 것을 의미한다. 도 1에 도시된 바와 같은 핵 주변의 자화가 시계(혹은 반시계) 방향으로 회전하는 구조를 블로크 스커미온(Bloch Skyrmion, Spiral Skymion)이라고 하며, 핵 주변의 자화가 방사형으로 나타나는 것을 닐 스커미온(Neel Skyrmion, Hedgehog Skyrmion)이라고 한다. 본 명세서에서는 닐 스커미온을 예를 들어 설명하지만, 블로크 스커미온에도 본 발명이 적용될 수 있음을 밝혀둔다.Skyrmion is a structure of a spiral in the form of a vortex, which means that the center and center spins of the skyrion are antiparallel and the spins between the central and peripheral spins are arranged in a vortex shape . The structure in which the magnetization around the nucleus rotates in the clockwise (or counterclockwise) direction as shown in FIG. 1 is called a Bloch Skyrmion (Spiral Skymion), and the magnetization around the nucleus appears radially, Neel Skyrmion, Hedgehog Skyrmion). Although the present invention describes Neelskamion as an example, it is noted that the present invention can also be applied to Blokskomion.
스커미온의 종류는 비대칭 교환 상호작용(Dzyaloshinskii-Moriya Interaction, DMI)이 형성되는 메커니즘에 따라 결정된다. 결정 구조에 의해 블로크 스커미온이, 계면에 의해 닐 스커미온이 형성될 수 있다. 스커미온 구조의 중심에는 주변 스핀과 반대 수직 자화 방향을 갖는 핵(중심 스핀)이 존재하며, 이 구조는 위상학적인 특이성으로 안정성을 갖는다. 스커미온의 반경은 수~수십nm 정도로 상당히 작고, 안정된 입자로서의 성질을 가지므로, 고집적화된 연산 소자, 자기 기억 소자에 응용할 수 있다.The type of skirmish is determined by the mechanism by which the asymmetric exchange interaction (Dzyaloshinskii-Moriya Interaction, DMI) is formed. A blocking skymion can be formed by the crystal structure, and a neck skimmer can be formed by the interface. At the center of the skirmon structure, there is a nucleus (center spin) having a direction opposite to that of the peripheral spin, and this structure has stability with a topological specificity. Since the radius of the skirmish is as small as several to several tens of nm and has stable particle properties, it can be applied to a highly integrated arithmetic device and a magnetic memory device.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스커미온의 브레팅 모드(Breathing Mode)를 나타내는 모식도이다. 도 2의 (a)는 브레팅 모드에서의 핵의 위치 변화, 도 2의 (b) 및 (c)는 브레팅 모드에서의 핵의 최소, 최대 크기 변화를 나타낸다.FIG. 2 is a schematic diagram showing a breathing mode of skirmon according to an embodiment of the present invention. FIG. Fig. 2 (a) shows the positional change of the nuclei in the britting mode, and Figs. 2 (b) and 2 (c) show the minimum and maximum size changes of the nuclei in the brittleness mode.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스커미온의 시계 모드(Clockwise Mode)와 반시계 모드(Counterclockwise Mode)를 나타내는 모식도이다. 도 3의 (a)는 시계 모드에서의 핵의 위치 변화, 도 3의 (b)는 반시계 모드에서의 핵의 위치 변화, 도 3의 (c) 및 (d)는 시계 모드에서의 핵의 위치 변화를 나타낸다.FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a clockwise mode and a counterclockwise mode of Skirmon according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 (a) and 3 (b) show the position of the nucleus in the clockwise mode, FIG. 3 (b) Position change.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레팅 모드 및 시계 모드에서의 스커미온의 신호 전달을 나타내는 그래프이다.FIG. 4 is a graph illustrating the signal transmission of skewness in the britting mode and the watch mode according to an embodiment of the present invention.
스커미온에 자기장 또는 전류를 인가하면 고유 모드가 여기될 수 있다. 고유 모드는 브레팅 모드 및 시계(반시계) 모드로 구분될 수 있다.Applying a magnetic field or current to the skyrimion can excite the eigenmode. The eigenmode can be divided into a britting mode and a clock (counterclockwise) mode.
도 2 및 도 4를 참조하면, 스커미온의 고유 모드 중 하나로서, 스커미온에 수직한 방향(Z축 방향)으로 교류 자기장 또는 교류 전류가 인가되는 경우에는 핵이 주기적으로 커짐과 작아지는, 핵의 수축/팽창 운동을 반복하는 브레팅 모드가 여기된다.Referring to FIGS. 2 and 4, when one of the eigenmodes of the skirmon is applied, an alternating magnetic field or an alternating current is applied in a direction perpendicular to the skirting direction (Z-axis direction) The britting mode in which the contraction / expansion movement of the brittle material is repeated is excited.
도 3 및 도 4를 참조하면, 스커미온의 고유 모드 중 다른 하나로서, 스커미온이 형성된 평면(XY 평면) 내에 교류 자기장 또는 교류 전류가 인가되는 경우에는 핵이 시계(또는 반시계) 방향으로 회전하는 시계(반시계) 모드가 여기된다.Referring to FIGS. 3 and 4, when the alternating magnetic field or the alternating current is applied in the plane (XY plane) where the skewness is formed, the nucleus rotates clockwise (or counterclockwise) (Counterclockwise) mode is activated.
[스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자][Signaling Device Using Skyrimon Coupling Mode]
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 스커미온을 배열한 신호 전달 소자를 나타내는 모식도이다.5 is a schematic view illustrating a signal transmission device in which a plurality of skewnesses are arranged according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자는 복수개의 스커미온(10-50)이 소정 간격을 이루며 배열된 박막 구조체(100)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the signal transmission device using the skyrimental bonding mode of the present invention includes a
박막 구조체(100)는 외부 자기장 또는 전류가 인가되지 않은 자화상태에서 재료, 형상 및 크기를 적절히 선택하여 구성할 수 있다. 그리고, 스핀편향 전류를 인가하거나, 자기프로브 팁을 사용하는 등의 방법을 이용하여 스커미온을 형성할 수 있다. 특히, 스커미온이 소정 간격을 이루는 배열 형태를 가지도록 복수개의 스커미온을 형성할 수 있다. 도 5에서 박막 구조체(100)는 나노 스트립 형태의 신호 전달 소자를 구성하고, 복수개의 스커미온이 1차원적으로, X방향을 따라 배열된 구성을 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 박막 구조체(100)가 플레이트 형태의 신호 전달 소자를 구성하고 복수개의 스커미온이 2차원적으로, X 및 Y 방향을 따라 매트릭스 배열된 구성을 가질 수도 있다. 그리고, 스커미온 간의 간격은 일정한 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.The
일 실시예에 따라, 이러한 자화상태를 가진 박막 구조체(100)를 만들기 위해 스퍼터링, 전자빔 증착법, 열 증착법 등으로 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 철-코발트 합금 또는 코발트-철-보론 합금 등의 강자성 물질과, 백금(Pt), 텅스텐(W), 탄탈륨(Ta) 등 강한 스핀-궤도 결합을 갖는 박막이 서로 접하도록 증착할 수 있다. 도 5에서는 코발트 박막과 백금 박막을 서로 접합하여, 계면에서 비대칭 교환 상호작용(DMI)을 형성시키고, 25개의 스커미온 배열을 구성한 박막 구조체(100)가 도시되어 있다.Co, Fe, Ni, an iron-cobalt alloy, or a cobalt-nickel alloy may be formed by sputtering, electron beam evaporation, thermal evaporation, or the like in order to form the
또는, 분자 빔 에피택시(Molecular Beam Epitaxy), 전자기 유도(Electromagnetic Induction Melting) 등의 방법으로 실리콘-망간 합금(MnSi), 실리콘-철-코발트 합금(Fe1 - xCoxSi), 철-저마늄(FeGe) 등 결정 구조 상으로 반전 대칭이 깨진 물질을 성장시키는 방법도 가능하다.Alternatively, molecular beam epitaxy (Molecular Beam Epitaxy), electromagnetic induction (Electromagnetic Induction Melting) silicon, for example by-manganese alloy (MnSi), silicon-iron-cobalt alloy (Fe 1-x Co x Si), iron-germanium (FeGe) or the like may be grown on the crystal structure.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스커미온의 결합 모드(Coupled Mode)를 나타내는 모식도이다.6 is a schematic diagram illustrating Coupled Mode of Skirmon according to an embodiment of the present invention.
도 5의 신호 전달 소자에서 2개의 스커미온(10, 20)의 부분만을 확대하여 도 6에 도시한다. 본 발명은 적어도 2개의 스커미온(10, 20)이 소정 간격(d)을 이루며 배열되는 것을 특징으로 한다. 그리하여, 1개의 스커미온(10)에 고유 모드를 여기시키면, 이 스커미온(10)에 인접하게 배치된 스커미온(20)에 고유 모드가 전파됨에 따라 신호가 전파되는 것을 특징으로 한다.In the signal transmission element of Fig. 5, only the portion of the two
종래의 스커미온을 이용한 신호 전달 방식은 스커미온을 직접 이동시키는 것에 한정되었다. 스커미온에 전류 또는 교류 자기장을 인가하여 스커미온을 이동시키는 경우에는, 굽은 구조, 모서리 등에서 스커미온이 사라질 수 있다. 이를 방지하기 위해, 굽은 구조 내에 홈을 형성하여 포텐셜 배리어를 변화시키거나, 모서리를 변화시키는 등의 추가적인 방법이 더 필요하며, 이에 의해서도 스커미온이 안정적으로 존재하기 어려우므로, 신호 전달 소자로서 안정성이 낮은 한계가 있었다.Conventional signaling methods using skirmish were limited to direct movement of skirmish. When a skewer is moved by applying a current or an alternating magnetic field to the skewer, the skewness may disappear from the bent structure, edges, and the like. In order to prevent this, an additional method such as changing the potential barrier or changing the edge by forming a groove in the bending structure is required, which makes it difficult to stably maintain the skewness, There was a lower limit.
본 발명은 스커미온을 직접 이동시키는 것이 아니며, 특정 스커미온(10)에 고유 모드를 여기시키면, 인접하게 배치된 스커미온(20)에 신호가 전파되는 것을 이용한다. 고유 모드의 여기는 스커미온에 자기장 또는 전류를 인가함에 따라 이루어진다. 자기장은 선형 자기장, 펄스 자기장을 인가하는 방법을 포함한다. 자기장은 박막 구조체(100) 위 또는 아래에 도선을 배치한 후 전류를 흘려 자기장을 발생시키는 방법으로 인가할 수 있다. 전류는 선형 전류, 펄스 전류, 원편향 전류 또는 수직 전류를 등을 이용할 수 있으며, 박막 구조체(100)에 전류를 흘리고 스핀 전달토크 현상을 이용하여 스커미온 핵(중심 스핀)에 신호를 여기시킬 수 있다.The present invention does not directly move skirmishes, but utilizes propagation of signals to
고유 모드가 여기된 특정 스커미온(10)으로부터 신호가 전파된 인접 스커미온(20)은, 그에 인접한 또 다른 스커미온에 순차적으로 신호를 전파할 수 있다. 즉, 특정 스커미온(10)에 고유 모드를 여기시키면, 인접하게 배치된 스커미온(20)에 고유 모드가 전파됨에 따라 신호가 전파될 수 있다. 특정 스커미온(10)이 브레팅 모드로 여기되면, 인접하게 배치된 스커미온(20)도 브레팅 모드로 여기될 수 있다. 특정 스커미온(10)이 시계(반시계) 모드로 여기되면, 인접하게 배치된 스커미온(20)도 시계(반시계) 모드로 여기될 수 있음은 물론이다.The
특정 스커미온(10)에 고유 모드를 여기시켜면, 특정 스커미온(10)의 핵(중심 스핀)의 운동이 인접하게 배치된 스커미온(20)의 핵(중심 스핀)의 운동을 유발할 수 있다.Excitation of the eigenmode to a
본 명세서에서는, 상기와 같이 상호 인접하게 배치된 적어도 2개의 스커미온(10, 20) 중 하나에 고유 모드가 여기될 때, 나머지 하나의 스커미온도 고유 모드가 유발되는 현상을 "스커미온 결합 모드"(Skyrmion Coupled Mode)로 지칭하기로 한다. 스커미온 결합 모드를 이용하여 신호가 전파되기 때문에, 스커미온을 이동하기 위한 구조를 별도로 형성할 필요가 없으며, 다양한 형태를 가지는 신호 전달 소자를 구성할 수 있으며, 스커미온이 안정적으로 존재하는 상태에서 신호가 전달되므로, 신호 전달의 안정성이 높아지는 효과가 있다.In this specification, when the eigenmodes are excited to one of the at least two
도 5를 다시 참조하면, 본 명세서에서는 신호 전달 소자에서 초기에 고유 모드가 여기되는 스커미온(10)을 "신호 스커미온"으로 정의하고, 신호 스커미온에 인접하게 순차적으로 배열된 스커미온(들)을 "전달 스커미온"으로 정의한다. 그리고, 신호가 전파되어 최종적으로 감지되는 스커미온을 "감지 스커미온"으로 정의한다. 스커미온 결합 모드에 의한 신호 전달을 이하에서 구체적으로 살펴본다.Referring again to Fig. 5, in the present specification, the
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레팅 모드에서 신호 전달을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating signal transmission in a britting mode according to an embodiment of the present invention.
일 예로, 도 5에 도시된 800nm 길이, 40nm 폭을 가지는 나노 스트립 형태의 박막 구조체(100)에 25개의 스커미온을 상호 일정한 간격(d)을 이루며 배열되도록 형성할 수 있다. 그리고, 박막 구조체(100)의 일단에 배치되는 신호 스커미온(10)에 수직한 교류 자기장을 인가하여 신호 스커미온(10)이 브레팅 모드를 형성하도록 할 수 있다.For example, twenty-five skewnesses may be formed on the nanostructured
브레팅 모드에서 신호 스커미온(10)의 핵(중심 스핀)의 크기[평균 수직 자화(Mz)]가 주기적으로 수축 팽창 운동을 하게 되면, 스커미온 결합 모드에 따라 이에 인접하는 전달 스커미온(20, ...)들이 순차적으로 브레팅 모드를 형성할 수 있다. 신호 스커미온(10)의 핵이 주기적으로 수축 팽창 운동함에 따라서, 인접하는 스커미온(20)의 핵의 수축 팽창 운동을 유도할 수 있으며 이러한 수축 팽창 운동으로 각 스커미온의 수직 자화값의 변화가 나타나게 된다. 각 전달 스커미온(20, ...)들은 수직 자화값의 변화에 따른 자기저항값의 변화로서 신호가 전파될 수 있고, 박막 구조체(100)의 타단에 배치되는 감지 스커미온(50)에서 자기저항의 변화를 측정하여 신호전달 여부를 판독할 수 있다.When the size (average vertical magnetization (M z )) of the nucleus (central spin) of the
도 7의 (a) 및 (b)의 그래프를 참조하면, 배열된 복수의 스커미온에 순차적으로 신호가 전파되는 것을 확인할 수 있다.Referring to the graphs of FIGS. 7A and 7B, it can be seen that signals are sequentially propagated to a plurality of arranged skirmights.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시계 모드에서 신호 전달을 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating signal propagation in a clock mode according to an embodiment of the present invention.
일 예로, 도 5에 도시된 800nm 길이, 40nm 폭을 가지는 나노 스트립 형태의 박막 구조체(100)에 25개의 스커미온을 상호 일정한 간격(d)을 이루며 배열되도록 형성할 수 있다. 그리고, 박막 구조체(100)의 일단에 배치되는 신호 스커미온(10)에 평행한 교류 자기장을 인가하여 신호 스커미온(10)이 시계 모드를 형성하도록 할 수 있다.For example, twenty-five skewnesses may be formed on the nanostructured
시계 모드에서 신호 스커미온(10)의 핵(중심 스핀)의 위치가 XY 평면 상에서 변화하게 되면, 스커미온 결합 모드에 따라 이에 인접하는 전달 스커미온(20, ...)들이 순차적으로 시계 모드를 형성할 수 있다. 신호 스커미온(10)의 핵의 위치가 중심으로부터 벗어난 위치에서 회전됨에 따라서, 인접하는 스커미온(20)의 핵의 회전운동을 유도할 수 있다. 각 전달 스커미온(20, ...)들은 자기저항값의 변화로서 신호가 전파될 수 있고, 박막 구조체(100)의 타단에 배치되는 감지 스커미온(50)에서 자기저항의 변화를 측정하여 신호전달 여부를 판독할 수 있다.When the position of the nucleus (central spin) of the
도 8의 (a) 및 (b)의 그래프를 참조하면, 배열된 복수의 스커미온에 순차적으로 신호가 전파되는 것을 확인할 수 있다.Referring to the graphs of FIGS. 8A and 8B, it can be confirmed that signals are sequentially propagated to a plurality of arranged skirmights.
도 7의 (c) 및 도 8의 (c)는 스커미온의 배열 간격(d)에 따른 신호의 강도를 나타내고, 도 9는 스커미온의 배열 간격(d)에 대한 신호 전파 속도를 나타낸다.Figs. 7C and 8C show the intensity of the signal according to the arrangement interval d of the skewness, and Fig. 9 shows the signal propagation speed with respect to the arrangement interval d of the skewness.
각각의 스커미온들이 배열되는 간격(d)에 따라 신호가 전파되는 속도, 세기 등이 달라질 수 있다. 배열 간격(d)을 변화시키면 박막 구조체(100)의 교환에너지가 변화하여 신호 전파 속도가 달라질 수 있다. 스커미온의 크기가 10nm 정도인 것을 고려할 때, 배열 간격(d)이 스커미온의 크기와 동일한 정도이면 스커미온끼리 중첩되어 스커미온 결합 모드가 유도되지 못할 수 있고, 배열 간격(d)이 너무 큰 정도이면 신호 스커미온(10)에서 인접한 전달 스커미온(20)에 고유 모드가 전파되지 않을 수 있다. 이를 고려하여, 각각의 스커미온들이 배열되는 간격(d)은 10nm 보다는 크고 40nm 를 초과하지 않는 것이 바람직하다.The speed, intensity, etc., at which the signal is propagated may vary depending on the spacing d at which each skirmon is arranged. If the arrangement interval d is changed, the exchange energy of the
도 7의 (c) 및 도 8의 (c)를 참조하면, 스커미온의 배열 간격(d)이 27nm 에서 38nm로 커짐에 따라서 신호의 강도가 약해짐을 확인할 수 있다. 그리고, 도 9의 (a)를 참조하면, 브레팅 모드에서 스커미온의 배열 간격(d)이 27nm에서 38nm로 커짐에 따라서 신호의 전파 속도가 느려짐을 확인할 수 있다. 또한, 도 9의 (b)를 참조하면, 시계 모드에서 스커미온의 배열 간격(d)이 27nm에서 38nm로 커짐에 따라서 신호의 전파 속도가 느려짐을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 7 (c) and 8 (c), it can be confirmed that the intensity of the signal is weakened as the arrangement interval d of the skewness increases from 27 nm to 38 nm. Referring to FIG. 9A, it can be seen that the propagation speed of the signal is slowed as the spacing d of the skewness in the britting mode increases from 27 nm to 38 nm. Referring to FIG. 9 (b), it can be seen that the propagation speed of the signal is slowed as the spacing d of the skewness in the clock mode increases from 27 nm to 38 nm.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 직류 자기장(Hz)을 인가한 신호 전달 소자를 나타내는 모식도이다.10 is a schematic diagram showing a signal transmission device to which a vertical DC magnetic field (H z ) according to an embodiment of the present invention is applied.
본 발명은 박막 구조체(100) 에 수직 직류 자기장(Hz)을 인가하여 신호의 전파 속도를 조절할 수 있다. 박막 구조체(100) 전체에 수직 직류 자기장을 인가하는 경우를 상정한다. 하지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 박막 구조체(100)의 일부 또는 박막 구조체(100)의 특정 스커미온을 대상으로 수직 직류 자기장을 인가할 수도 있다. 수직 직류 자기장은 수직자기이방성이 있는 강자성 박막을 상기 박막 구조체에 접합하거나, 수직방향으로 영구자석을 설치하여 인가할 수 있다.The present invention can adjust the propagation speed of a signal by applying a vertical DC magnetic field (H z ) to the
전달 스커미온(n=2 ~ n=24) 간의 신호 전달은 고유 모드가 순차적으로 유도됨에 따라 수행될 수 있다. 특정 부분에 가해지는 수직 직류 자기장은 스커미온의 고유 진동수를 변화시키고, 이에 따라 핵(중심 스핀)의 운동 속도를 변화시킨다. 이로 인해 신호의 전파 속도가 변화되거나, 심지어 신호의 전파가 차단될 수 있다.The signal transfer between the transfer squarion (n = 2 to n = 24) can be performed as the eigenmodes are sequentially induced. The vertical dc magnetic field applied to a particular part changes the natural frequency of the skyrim, thereby changing the kinetic velocity of the nucleus (center spin). This may change the propagation speed of the signal or even block the propagation of the signal.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 직류 자기장(Hz) 세기에 대한 신호 전파 속도를 나타내는 그래프이다.11 is a graph illustrating the signal propagation velocity with respect to the vertical DC magnetic field H z intensity according to an embodiment of the present invention.
도 11의 (a)를 참조하면, 브레팅 모드에서 수직 직류 자기장의 세기가 -2kOe에서 2kOe로 증가함에 따라서 신호의 전파 속도가 느려짐을 확인할 수 있다. 또한, 도 11의 (b)를 참조하면, 시계 모드에서 수직 직류 자기장의 세기가 -2kOe에서 2kOe로 증가함에 따라서 신호의 전파 속도가 느려짐을 확인할 수 있다. 수직 직류 자기장의 세기에 따라서는 신호의 전파를 차단할 수도 있다.Referring to FIG. 11 (a), it can be seen that the propagation speed of the signal is slowed down as the intensity of the vertical DC magnetic field increases from -2 kOe to 2 kOe in the britting mode. Also, referring to FIG. 11 (b), it can be seen that the propagation speed of the signal is slowed down as the intensity of the vertical DC magnetic field increases from -2 kOe to 2 kOe in the clock mode. Depending on the strength of the vertical DC magnetic field, it may block the propagation of the signal.
위와 같이, 본 발명은 박막 구조체(100)의 전체 또는 특정 부분에 수직 직류 자기장(Hz)을 인가하여 신호의 전파 속도를 조절하거나, 신호 전파를 차단할 수 있다.As described above, the present invention can control the propagation speed of a signal or block signal propagation by applying a vertical DC magnetic field (H z ) to all or a specific portion of the
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수개의 스커미온을 배열한 신호 전달 소자를 나타내는 모식도이다.12 is a schematic diagram showing a signal transmission device in which a plurality of skewnesses are arranged according to another embodiment of the present invention.
스커미온 결합 모드에 의한 신호 전달은, 상호 인접하는 스커미온 사이에서 고유 모드가 전파되는 것이므로, 신호 전달 소자의 형태에 영향을 받지 않는다. 도 12의 (a)를 참조하면, 9개의 스커미온을 X축 방향을 따라 신호 스커미온(10')부터 전달 스커미온(50')까지 배열하고, Y축 방향을 따라 전달 스커미온(50)부터 감지 스커미온(90')까지 배열한 구조가 예시되어 있다.The signal transmission by the squarion-coupled mode is not affected by the form of the signal transmission element since the eigenmode propagates between the adjacent squarion. 12 (a), nine skirmights are arranged from the signal skirmon 10 'to the transfer skirt 50' along the X-axis direction, and the
"ㄱ"자 구조로 모서리가 존재함에도 불구하고, 도 12의 (b)에 나타나느 바와 같이, 신호 스커미온(10')에서부터 감지 스커미온(90')까지 안정적으로 신호가 전파됨을 확인할 수 있다. 종래의 신호 전달 소자에는 스커미온을 직접 이동시킬 때, 모서리 부분에서 스커미온이 사라질 수 있으나, 본 발명은 스커미온 결합모드를 이용하여 간격을 가지며 배열된 스커미온끼리 신호를 전달하는 것이므로, 신호 전달 소자의 형태에 영향을 받지 않고 신호가 전달되는 이점이 있다.It can be confirmed that the signal is stably propagated from the signal skirmon 10 'to the detection skirmon 90', as shown in FIG. 12 (b), although the edge exists in the "a" . In the conventional signal transmission device, when the skewer is directly moved, the skewness may disappear at the corner portion. However, since the present invention transmits a signal between the skewer spaced and arranged using the skewness combining mode, There is an advantage that the signal is transmitted without being affected by the shape of the device.
이처럼 본 발명은, 스커미온 결합 모드를 이용하여 신호를 전달하므로, 용이하게 신호를 발생하고 안정적으로 전달할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 크기가 10nm 정도인 스커미온을 이용하므로 고집적화가 가능한 신호 전달 소자를 구현할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention transmits a signal using the Skyrim coupling mode, so that it is easy to generate a signal and transmit it stably. Also, since a skirmon having a size of about 10 nm is used, it is possible to implement a signal transmission device capable of high integration.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken in conjunction with the present invention. Variations and changes are possible. Such variations and modifications are to be considered as falling within the scope of the invention and the appended claims.
10: 신호 스커미온
20-80: 전달 스커미온
90: 감지 스커미온
100: 박막 구조체
d: 스커미온 배열 간격
Hz: 수직 직류 자기장10: Signal Skillion
20-80: Transfer Skirmon
90: Detection Skyrimion
100: Thin film structure
d: Skimion array spacing
H z : vertical DC magnetic field
Claims (15)
상기 박막 구조체의 신호 스커미온에 고유 모드를 여기시키면, 상기 신호 스커미온에 인접하게 배치된 스커미온으로 고유 모드가 전파됨에 따라 신호가 전파되는, 스커미온 결합 모드(Skyrmion Coupled Mode)를 이용한 신호 전달 소자.A thin film structure having a plurality of skyrions arranged at predetermined intervals,
When the eigenmode of the thin film structure is excited by the eigenmode, signal propagation using a Skyrmion Coupled Mode, in which the signal propagates as the eigenmode propagates to the squarion disposed adjacent to the signal skyrion, device.
상기 신호 스커미온에 고유 모드를 여기시키면, 상기 신호 스커미온의 핵의 운동이 상기 신호 스커미온에 인접하게 배치된 스커미온의 핵의 운동을 유발함에 따라 신호가 전파되는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.The method according to claim 1,
Excitation of the eigenmode to the signal skyrion results in the movement of the nucleus of the signal skyrion resulting in the movement of the nucleus of the skyrim positioned adjacent to the signal skyrion, Signal transmission element.
상기 고유 모드의 여기는, 상기 박막 구조체에 자기장 또는 전류를 인가함으로써 발생하는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.The method according to claim 1,
The excitation of the eigenmode is generated by applying a magnetic field or current to the thin film structure.
상기 신호 스커미온에 수직한 교류 자기장 또는 교류 전류를 인가하여 브레팅 모드(Breathing Mode)를 형성하는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.5. The method of claim 4,
And a signaling device using a skirmish coupling mode in which a braking mode is formed by applying an alternating magnetic field or an alternating current perpendicular to the signal skewness.
상기 브레팅 모드에서, 상기 스커미온의 중심 스핀의 주기적인 수축/팽창 운동에 따른 자기저항값의 변화로서 신호가 전파되는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.6. The method of claim 5,
In the britting mode, a signal is propagated as a change in magnetoresistance value according to periodic contraction / expansion motion of the center spin of the skewer.
상기 신호 스커미온에 평행한 교류 자기장 또는 교류 전류를 인가하여 시계 모드(Clockwise Mode) 또는 반시계 모드(Counterclockwise Mode)를 형성하는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.5. The method of claim 4,
A signal transmission device using a squarion-coupled mode in which a clockwise mode or a counterclockwise mode is formed by applying an AC magnetic field or AC current parallel to the signal skewness.
상기 시계 모드에서, 상기 스커미온의 중심 스핀의 위치가 XY 평면 상에서 변화함에 따른 자기저항값의 변화로서 신호가 전파되는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.8. The method of claim 7,
Wherein the signal is propagated as a change in magnetoresistance value as the position of the center spin of the skewness changes on the XY plane in the watch mode.
각각의 상기 스커미온의 배열 간격은 10nm 내지 40nm 이내인, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.The method according to claim 1,
Wherein the arrangement interval of each skewer is within 10 nm to 40 nm.
상기 간격을 조절하여 상기 신호의 전파 속도를 조절하는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.The method according to claim 1,
And adjusting the interval to adjust the propagation speed of the signal.
상기 간격이 커지면 상기 전파 속도가 느려지는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.11. The method of claim 10,
And the propagation speed is slowed when the interval is increased.
상기 박막 구조체의 적어도 소정 부분에 수직 직류 자기장을 인가하여 상기 신호의 전파 속도를 조절하는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.The method according to claim 1,
And a vertical DC magnetic field is applied to at least a predetermined portion of the thin film structure to adjust the propagation speed of the signal.
상기 박막 구조체의 적어도 소정 부분에 수직 직류 자기장을 인가하여 상기 신호의 전파를 차단하는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.The method according to claim 1,
And a vertical DC magnetic field is applied to at least a predetermined portion of the thin film structure to block the propagation of the signal.
수직자기이방성이 있는 강자성 박막을 상기 박막 구조체에 접합하거나, 수직방향으로 자석을 설치하여 상기 수직 직류 자기장을 인가하는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 소자.The method according to claim 12 or 13,
A signal transmission device using a skewness bonding mode in which a ferromagnetic thin film having perpendicular magnetic anisotropy is bonded to the thin film structure or a magnet is installed in a vertical direction to apply the vertical direct current magnetic field.
상기 박막구조체의 신호 스커미온에 고유 모드를 여기시켜, 상기 신호 스커미온에 인접하게 배치된 스커미온으로 고유 모드를 전파함에 따라 신호를 전파하는, 스커미온 결합 모드를 이용한 신호 전달 방법.A plurality of skyrions are arranged on the thin film structure at predetermined intervals,
And excites the eigenmode to the signal skewness of the thin film structure and propagates the signal as it propagates the eigenmode to the skewness disposed adjacent to the signal skewness.
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| KR1020160091638A KR101877899B1 (en) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Signal transferring device using skyrmion coupled mode |
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|---|---|---|---|---|
| KR102361299B1 (en) | 2020-08-04 | 2022-02-11 | 한국표준과학연구원 | Logic gate based on stripe skyrmion |
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|---|
| Naoto Nagaosa et al.,'Topological properties and dynamics of magnetic skyrmions', Nature Nanotechnology 8, Pages 899-911, Dec. 2013. * |
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