Зберігання даних майбутнього Надзвичайно малі магнітні наноструктури з мантіями - Новини
Здоровий для Марса
Генеалогічне дерево Чумацького Шляху
Повністю інтегрований контроль наноалмазів
Трохи ближче до сонця
Відстані від зірок
Що змушує зірки світити
Вулиця з одностороннім рухом для електронів
У новому підрахуванні знайдені сотні примірників "Ньюсона" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)
Лабораторні експерименти могли б розгадати загадки про Марсовий місяць Фобос
Зберігання даних майбутнього: надзвичайно малі магнітні наноструктури, що спостерігаються з плащами
Physik-News від 18 жовтня 2018 року Електродинаміка
Нові концепції магнітного зберігання даних спрямовані на надсилання особливо маленьких магнітних бітів туди-сюди в мікросхемі пам'яті, їх щільне зберігання та зчитування знову пізніше. До цього часу розсіяне магнітне поле перешкоджало утворенню особливо дрібних бітів. Зараз дослідники з Інституту Макса Борна (MBI), Массачусетського технологічного інституту (MIT) та DESY досягли успіху в надяганні на магнітні наноструктури «чарівної шапки». Таким чином, розсіяне магнітне поле може бути зменшено таким чином, що біти можуть бути малими і все одно дуже рухливими одночасно. Результати дослідження опубліковані в "Nature Nanotechnology".
Для фізиків магнетизм принципово пов’язаний з обертанням електронів в атомах. Електрони, які кружляють навколо атомного ядра, а також обертаються навколо себе, породжують за допомогою цього руху магнітний момент атома. Блудне магнітне поле, пов’язане з цим магнітним моментом, - це те, що ми всі знаємо з магніту штанги, і яке ми використовуємо для прикріплення записок до магнітної дошки штифтів. Магнітне розсіяне поле також використовується для зчитування магнітно збереженої інформації з жорсткого диска. На сучасних жорстких дисках один магнітний біт становить лише близько 15 х 45 нанометрів, близько 1 000 000 000 000 з яких поміститься на поштовій марці.
У нових концепціях магнітного зберігання даних хотілося б надсилати такі магнітні біти вперед-назад у чіпі пам'яті за допомогою імпульсів струму, щоб зберігати їх щільно упакованими у відповідному місці для зберігання та зчитувати їх знову пізніше. Тут розбите магнітне поле виявляється прокляттям: воно перешкоджає тому, щоб магнітні структури ставали ще меншими, а отже, інформація щільніше упаковувалася. З іншого боку, магнітний момент, на якому базується блукаюче поле, необхідний для того, щоб взагалі мати можливість рухати конструкції.
Лукас Каретта, Максвелл Манн, Фелікс Бюттнер, Коей Уеда, Бастіан Пфау, Крістіан М. Гюнтер, Піт Гессінг, Олександра Чурікова, Крістофер Клозе, Майкл Шнайдер, Дітер Енгель, Колін Маркус, Девід Боно, Кай Багщик, Стефан Ейсебіт та Джеффрі С.Д. Біч Швидкі доменні стінки, що керуються струмом, і невеликі скірміони в компенсованому ферримагнетику Nature Nanotechnology, опубліковано в Інтернеті: 17 вересня 2018 р.
Зараз дослідникам вдалося накласти "мантію невидимості" на маленькі магнітні наноструктури і спостерігати, наскільки маленькими і швидкими можуть бути такі замасковані біти. Для цього поєднувались типи атомів з протилежними напрямками обертання електронів і, таким чином, протилежними магнітними моментами. Таким чином, розсіяне магнітне поле можна зменшити або навіть повністю вимкнути - але окремі атоми в наноструктурі все ще мають магнітний момент, вони в основному носять лише плащ.
Тим не менше, дослідникам вдалося зобразити невеликі споруди. Вони застосували метод рентгенівської голографії, який дозволяє зробити видимими лише магнітні моменти одного типу атома - так що структури можна було зобразити без їхнього плаща.
Виявилося, що розумним регулюванням сили ковпачка невидимості можна досягти двох речей, важливих для можливих додатків як пристрою зберігання даних. "На наших знімках ми можемо побачити дуже маленькі, круглі магнітні структури", - пояснює д-р. Бастіан Пфау з MBI. "Найменший діаметр, який ми знайшли, становить лише 10 нанометрів". Якби ці структури можна було використовувати для зберігання даних, щільність зберігання може бути значно збільшена порівняно з сучасними жорсткими дисками. Під час подальших вимірювань у Массачусетському технологічному інституті дослідники також виявили, що замасковані наномагніти можна особливо швидко переміщати імпульсами струму - важлива властивість для можливого застосування. Таким чином було досягнуто швидкості понад один кілометр на секунду.
"Те, що це можливо, є наслідком квантової фізики", - пояснює проф. Стефан Айзебіт з MBI. «Внесок, який вносить обертання електрона навколо атомного ядра в магнітний момент, лише вдвічі менший, ніж внесок, який вносить обертання електрона навколо себе». Якщо ви поєднуєте різні типи атомів з різними напрямками обертання електронів у твердому тілі, ви можете Повне обертання - фізики говорять про так званий кутовий момент системи - тому гасне і все ще зберігає невеликий магнітний момент. Оскільки кутовий момент уповільнює рух магнітних структур через імпульси струму, завдяки цьому підходу можна досягти високих швидкостей. Якщо є можливість точно відрегулювати мантію, то отримані магнітні наноструктури можуть бути як дуже малими, так і швидко переміщуватися - цікава перспектива для нових технологій зберігання, заснованих на магнітних наноструктурах.
Ця новина була створена за матеріалами idw-online