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Skyrmion based universal logic gates and computation operation

空中骑兵 计算 计算机科学 逻辑门 算法 物理 量子力学
作者
Satwik Wats,Susmita Saha
出处
期刊:Journal of Physics D [IOP Publishing]
卷期号:57 (24): 245001-245001 被引量:1
标识
DOI:10.1088/1361-6463/ad2e4f
摘要

Abstract Swirling spin configurations with a non-trivial topological state are popularly known as magnetic skyrmions. They are often observed in magnetic thin films with perpendicular magnetic anisotropy and Dzyaloshinskii–Moriya interaction (DMI). Due to their small size and non-collinear spin texture, they are being considered as a potential candidate for spintronic devices such as data storage devices, and logic-based devices. These skyrmions have distinct properties and interactions, that can be utilized to control their movement by applying an external electric current. In this work, we have successfully demonstrated the operation of skyrmion-based universal NAND and NOR logic gates. We have further performed arithmetic addition of two and three single-bit by using a half and full adder, fabricated based on the XOR and AND gates. We have observed that the presence of only uniform DMI is not enough to achieve all logic operations. The presence of a negative DMI at the edges is crucial in achieving proper logic operations. The findings are very important for the realization of skyrmion-based logic and computational operations.
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