News in English
Новости сегодня

Новости от TheMoneytizer

Revolutionizing Memory Technology: Multiferroic Nanodots for Low-Power Magnetic Storage

Cobalt-substituted BiFeO3 nanodots, engineered by Tokyo Tech researchers, demonstrate magnetoelectric-coupled ferroelectric and ferromagnetic single domain, offering significant promise for the advancement of low-power, nonvolatile magnetic memory devices. This innovation opens avenues for memory technologies where data can be written and read via electric and magnetic fields, respectively, thereby enhancing energy efficiency. This breakthrough can lead to the development of more energy-efficient memory technologies to meet the demands of modern electronic applications.

Traditional memory devices are volatile and the current non-volatile ones rely on either ferromagnetic or ferroelectric materials for data storage. In ferromagnetic devices, data is written or stored by aligning magnetic moments, while in ferroelectric devices, data storage relies on the alignment of electric dipoles. However, generating and manipulating magnetic fields is energy-intensive, and in ferroelectric memory devices, reading data destroys the polarized state, requiring the memory cell to be re-writing.

Multiferroic materials, which contain both ferroelectric and ferromagnetic orders, offer a promising solution for more efficient and versatile memory technology. Cobalt-substituted BiFeO3 (BiFe0.9Co0.1O3, BFCO) is a multiferroic material which exhibits strong magnetoelectric coupling, meaning changes in electric polarization affect magnetization. As a result, data can be written using electric fields, which is more energy-efficient than generating magnetic fields, and read using magnetic fields, which avoids the destructive read-out process.

In a significant milestone for multiferroic memory devices, a team of researchers led by Professor Masaki Azuma and Assistant Professor Kei Shigematsu from Tokyo Institute of Technology in Japan has successfully developed nanodots with single ferroelectric and ferromagnetic domains.

"At 'Sumitomo Chemical Next-Generation Eco-Friendly Devices Collaborative Research Cluster' within the Institute for Innovative Research at Tokyo Institute of Technology, there is a focus on multiferroic materials that exhibit cross-correlation responses between magnetic and electrical properties based on the principles of strongly correlated electron systems. The center aims to develop materials and processes for next-generation low-power non-volatile magnetic memory devices, as well as to conduct reliability assessments and social implementation," says Azuma.

In their study published in the journal ACS Applied Materials and Interfaces on April 9, 2024, researchers utilized pulsed laser deposition to deposit multiferroic BFCO onto a conductive Nb:SrTiO3 (001) substrate. They controlled the deposition process by using anodized aluminum oxide (AAO) masks with adjustable pore sizes, resulting in nanodots with diameters of 60 nm and 190 nm.

BFCO is a promising option for low-power, nonvolatile magnetic memory devices as its magnetization direction can be reversed with an electric field. On observing the polarization and magnetization directions using piezoresponse force microscopy and magnetic force microscopy, respectively, the researchers found that the nanodots exhibit correlated ferroelectric and ferromagnetic domain structures.

Interestingly, when comparing nanodots of different sizes, they noticed significant differences. The smaller 60-nm nanodot, made using an oxalic acid AAO mask, showed single ferroelectric and ferromagnetic domains, where the polarization and magnetization directions are uniform throughout. However, the larger 190-nm nanodot, formed using a malonic acid AAO mask, had multi-domain vortex ferroelectric and magnetic structures indicating strong magnetoelectric coupling.

"Such a single-domain structure of ferroelectricity and ferromagnetism would be an ideal platform for investigating BFCO as an electric-field writing magnetic read-out memory device, and multi-domain structures offer a playground for fundamental research," remarks Shigematsu.

Nonvolatile magnetic memory devices are crucial for various electronic applications as they retain stored information even when power is turned off. With their unique composition of single ferromagnetic and ferroelectric domains, BFCO 60-nm nanodots show great potential for creating magnetic memory devices that require minimal electrical power for writing and reading operations.

Reference

Authors :
Keita Ozawa1, Yasuhito Nagase1, Marin Katsumata1, Kei Shigematsu1,2,3,*, and Masaki Azuma1,2,3,4
Title :
Single or vortex ferroelectric and ferromagnetic domain nanodot array of magnetoelectric BiFe0.9Co0.1O3
Journal :
ACS Applied Materials and Interfaces
DOI :
Affiliations :

1 Laboratory for Materials and Structures, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology, Japan

2 Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology (KISTEC), Japan

3 Sumitomo Chemical Next-Generation Eco-Friendly Devices Collaborative Research Cluster, Tokyo Institute of Technology, Japan

4 Living Systems Materialogy (LiSM) Research Group, International Research Frontiers Initiative (IRFI), Tokyo Institute of Technology, Japan

* Corresponding author's email: kshigematsu@msl.titech.ac.jp

School of Materials and Chemical Technology
—Encompassing the Disciplines of Science—

Information on School of Materials and Chemical Technology inaugurated in April 2016

School of Materials and Chemical Technology

Schools, Departments, and Institute for Liberal Arts

Further Information

Assistant Professor Kei Shigematsu

Laboratory for Materials and Structures,
Institute of Innovative Research,
Tokyo Institute of Technology

Email kshigematsu@msl.titech.ac.jp

Professor Masaki Azuma

Laboratory for Materials and Structures,
Institute of Innovative Research,
Tokyo Institute of Technology

Email mazuma@msl.titech.ac.jp
Tel +81-45-924-5315

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975

Читайте на 123ru.net


Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России



Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city

Shot: Маньяк-иконописец Артур Рыно, убивший 37 человек, похитил 4-летнюю дочь у бывшей жены

Названы новые фигуранты дела о теракте в «Крокусе»

СК отпустил трех задержанных по делу о стрельбе у офиса Wildberries в Москве

Храмы Свято-Пантелеймоновского женского монастыря

Музыкальные новости

Лавров заявил об отсутствии у Москвы предпочтений на выборах президента США

«Армейцы» с хорошим настроением едут в Казань». Прогноз Эдуарда Мора на матч Рубин — ЦСКА

АО “Желдорреммаш” реализует проекты по развитию кадрового резерва компании

Росгвардия обеспечила безопасность футбольного матча в Дагестане

Новости России

Не забудьте дома зонт и запасайтесь платочками — новый трек Димы Куликова «Под дождем» никого не оставит равнодушным!

Владислава Бакальчука отпустили домой после допросов

Эксперт назвал преимущества и риски флиппинга квартир в старом фонде

Wildberries проводит проверку после избиения пенсионера сотрудником ПВЗ

Экология в России и мире

Криптовактивы и новости блокчейн: с чего начать изучение?

По местам сказов Павла Бажова

Лучшие каратисты со всей России собрались в Екатеринбурге

8 и 9 октября в Петербурге выступит Большой симфонический оркестр имени П.И. Чайковского

Спорт в России и мире

Кондитерская империя и роман с другом принца Гарри: как сейчас живет первая ракетка мира Мария Шарапова

Котов проиграл О'Коннеллу в первом круге турнира ATP в Чэнду

«Немного не повезло». Рууд — о матче на Кубке Лэйвера с Серундоло

Теннисистка Касаткина прошла в полуфинал турнира WTA в Сеуле

Moscow.media

Axenix будет автоматизировать управление производством с помощью решения Exeplant

В Hybrid Console появилось разделение учета конверсий

Завершается ремонт дорог к спортивным объектам в Свердловской области

Столкнулись ГАЗель и три "легковушки". Двое взрослых и один ребенок в больнице







Топ новостей на этот час

Rss.plus





СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *