Stocarea datelor pentru viitor Nanostructuri magnetice extrem de mici, cu pelerine observate - Știri
Sănătos pentru Marte
Arborele genealogic al Căii Lactee
Control complet integrat al nanodiamantelor
Un pic mai aproape de soare
Distanțe față de stele
Ceea ce face strălucirea stelelor
Stradă cu sens unic pentru electroni
Sute de exemplare ale lui Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica găsite într-un nou număr
Experimentele de laborator ar putea rezolva puzzle-uri despre luna lui Marte Phobos
Stocarea datelor din viitor: nanostructuri magnetice extrem de mici observate cu mantii
Știri Physik din 18 octombrie 2018 Electrodinamică
Noile concepte de stocare a datelor magnetice vizează trimiterea de biți magnetici deosebit de mici înainte și înapoi într-un cip de memorie, stocarea lor strânsă și citirea lor din nou mai târziu. Câmpul magnetic rătăcit a împiedicat până acum producerea de biți deosebit de mici. Cercetătorii de la Max Born Institute (MBI), Massachusetts Institute of Technology (MIT) și DESY au reușit acum să pună o „pălărie magică” pe nanostructurile magnetice. În acest fel, câmpul magnetic rătăcit poate fi redus în așa fel încât biții să poată fi mici și totuși foarte mobili în același timp. Rezultatele cercetării au fost publicate în „Nature Nanotechnology”.
Pentru fizicieni, magnetismul este fundamental legat de rotația electronilor din atomi. Electronii, care circulă în jurul unui nucleu atomic și, de asemenea, se rotesc în jurul lor, generează momentul magnetic al atomului prin această mișcare. Câmpul magnetic rătăcit asociat cu acest moment magnetic este ceea ce știm cu toții dintr-un magnet magnetic și pe care îl folosim pentru a atașa note la o placă magnetică cu pini. Câmpul vagabond magnetic este, de asemenea, utilizat pentru a citi informații stocate magnetic de pe un hard disk. În hard disk-urile actuale, un singur bit magnetic are doar aproximativ 15 x 45 nanometri, dintre care aproximativ 1.000.000.000.000 ar încapea pe o ștampilă poștală.
În noile concepte de stocare a datelor magnetice, s-ar dori să trimită astfel de biți magnetici înainte și înapoi într-un cip de memorie folosind impulsuri de curent, pentru a le stoca bine ambalate într-un loc adecvat pentru stocare și pentru a le citi din nou mai târziu. Aici câmpul magnetic rătăcit se dovedește a fi un blestem: împiedică structurile magnetice să fie făcute și mai mici și, astfel, informațiile să fie împachetate mai dens. Pe de altă parte, momentul magnetic pe care se bazează câmpul vagabond este necesar pentru a putea deplasa structurile la toate.
Lucas Caretta, Maxwell Mann, Felix Büttner, Kohei Ueda, Bastian Pfau, Christian M. Günther, Piet Hessing, Alexandra Churikova, Christopher Klose, Michael Schneider, Dieter Engel, Colin Marcus, David Bono, Kai Bagschik, Stefan Eisebitt și Geoffrey SD Beach Pereți de domeniu cu curent rapid și mici skyrmions într-un ferimagnet compensat Nature Nanotechnology, publicat online: 17 septembrie 2018
Cercetătorii au reușit acum să pună o „mantie de invizibilitate” pe nanostructurile magnetice mici și să observe cât de mici și de rapide pot fi astfel de biți deghizați. În acest scop, s-au combinat tipuri de atomi cu direcții opuse de rotație a electronilor și astfel momente magnetice opuse. În acest fel, câmpul magnetic rătăcit poate fi redus sau chiar oprit complet - dar atomii individuali din nanostructură au încă un moment magnetic, practic poartă doar o mantie.
Cu toate acestea, cercetătorii au reușit să descrie structurile mici. Ei au folosit metoda holografiei cu raze X, care face posibilă în mod specific să facă vizibile doar momentele magnetice ale unui singur tip de atom - astfel încât structurile să poată fi mapate fără mantaua lor.
S-a dovedit că, prin ajustarea inteligentă a puterii mantiei de invizibilitate, se pot realiza două lucruri importante pentru posibile aplicații precum stocarea datelor. „Putem vedea structuri magnetice rotunde foarte mici în imaginile noastre”, explică Dr. Bastian Pfau de la MBI. „Cele mai mici diametre pe care le-am găsit sunt doar 10 nanometri”. Dacă aceste structuri ar putea fi utilizate pentru stocarea datelor, densitatea stocării ar putea fi crescută semnificativ în comparație cu hard diskurile actuale. În alte măsurători efectuate la MIT, cercetătorii au descoperit, de asemenea, că nanomagnetii camuflați pot fi mutați în mod deosebit de repede prin impulsuri curente - o proprietate importantă pentru o posibilă aplicație. În acest fel, s-au atins viteze de peste un kilometru pe secundă.
„Faptul că acest lucru este posibil este o consecință a fizicii cuantice”, explică prof. Stefan Eisebitt de la MBI. „Contribuția rotației unui electron în jurul nucleului atomic la momentul magnetic este doar pe jumătate mai mare decât contribuția pe care o are rotația electronului în jurul său.” Dacă combinați diferite tipuri de atomi cu diferite direcții de rotație a electronilor într-un solid, puteți Rotația totală - fizicienii vorbesc despre așa-numitul moment unghiular al sistemului - prin urmare, sting și păstrează încă un mic moment magnetic. Deoarece impulsul unghiular încetinește mișcarea structurilor magnetice datorită impulsurilor de curent, viteze mari pot fi realizate cu această abordare. Dacă este posibil să reglați haina cu precizie, atunci nanostructurile magnetice rezultate pot fi atât mici, cât și pot fi mutate rapid - o perspectivă interesantă pentru noile tehnologii de stocare bazate pe nanostructuri magnetice.
Acest raport de știri a fost creat cu material de la idw-online