Съхранение на данни за бъдещето Наблюдават се изключително малки магнитни наноструктури с наметала - Новини

Здравословно за Марс

Родословно дърво на Млечния път

Напълно интегриран контрол на нанодиамантите

Малко по-близо до слънцето

Разстояния от звезди

Какво кара звездите да блестят

Еднопосочна улица за електрони

Стотици копия на Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica намерени при ново преброяване

Лабораторните експерименти биха могли да решат пъзели за луната на Марс Фобос

Съхранение на данни за бъдещето: изключително малки магнитни наноструктури, наблюдавани с наметала

Physik-News от 18 октомври 2018 г. Електродинамика

Новите концепции за съхранение на магнитни данни имат за цел да изпращат особено малки магнитни битове напред-назад в чип с памет, да ги съхраняват плътно опаковани и да ги четат отново по-късно. Разсеяното магнитно поле досега е предотвратявало производството на особено малки битове. Изследователите от института Max Born (MBI), Масачузетския технологичен институт (MIT) и DESY вече са успели да поставят „магическа шапка“ върху магнитните наноструктури. По този начин разсеяното магнитно поле може да бъде намалено по такъв начин, че битовете да могат да бъдат малки и все още много мобилни едновременно. Резултатите от изследването са публикувани в "Nature Nanotechnology".

За физиците магнетизмът е фундаментално свързан с въртенето на електроните в атомите. Електроните, които обикалят около атомно ядро и също се въртят около себе си, генерират магнитния момент на атома чрез това движение. Разсеяното магнитно поле, свързано с този магнитен момент, е това, което всички знаем от бар магнит и което използваме, за да прикачим бележки към магнитната щифтова платка. Магнитното разсеяно поле се използва и за четене на магнитно съхранена информация от твърдия диск. В днешните твърди дискове един магнитен бит е с размер само около 15 х 45 нанометра, около 1 000 000 000 000 от които биха се побрали на пощенска марка.

В новите концепции за магнитно съхранение на данни човек би искал да изпраща такива магнитни битове напред-назад в чип с памет с помощта на текущи импулси, за да ги съхрани плътно опаковани на подходящо място за съхранение и да ги прочете отново по-късно. Тук бездомното магнитно поле се оказва проклятие: то предотвратява магнитните структури да станат още по-малки и по този начин информацията да се опакова по-плътно. От друга страна, магнитният момент, на който се основава разсеяното поле, е необходим, за да може изобщо да се движат структурите.

Лукас Карета, Максуел Ман, Феликс Бютнер, Кохей Уеда, Бастиан Пфау, Кристиан М. Гюнтер, Пиет Хесинг, Александра Чурикова, Кристофър Клозе, Майкъл Шнайдер, Дитер Енгел, Колин Маркус, Дейвид Боно, Кай Багшик, Стефан Айзебит и Джефри SD Бийч Бързи задвижвани от тока домейн стени и малки небесни обекти в компенсирана феримагнетика Nature Nanotechnology, публикувано онлайн: 17 септември 2018 г.

Сега изследователите са успели да поставят „мантия на невидимост“ върху малките магнитни наноструктури и да наблюдават колко малки и бързи могат да бъдат такива маскирани битове. За тази цел бяха комбинирани видове атоми с противоположни посоки на въртене на електроните и по този начин противоположни магнитни моменти. По този начин разсеяното магнитно поле може да бъде намалено или дори напълно изключено - но отделните атоми в наноструктурата все още имат магнитен момент, те носят само наметало.

Въпреки това изследователите са успели да изобразят малките структури. Те използваха метода на рентгеновата холография, който дава възможност специално да се правят видими само магнитните моменти от един тип атом - така че структурите да могат да бъдат картографирани без наметалото им.

Оказа се, че чрез умело регулиране на силата на мантията невидимост могат да се постигнат две неща, които са важни за възможните приложения като съхранение на данни. „На нашите снимки можем да видим много малки, кръгли магнитни структури“, обяснява д-р. Бастиан Пфау от MBI. „Най-малките диаметри, които открихме, са само 10 нанометра“. Ако тези структури могат да се използват за съхранение на данни, плътността на съхранението може значително да се увеличи в сравнение с днешните твърди дискове. При по-нататъшни измервания в MIT изследователите също така установяват, че камуфлажните наномагнетици могат да бъдат премествани особено бързо чрез токови импулси - важно свойство за евентуално приложение. Това позволи да се постигнат скорости над един километър в секунда.

„Това, че това е възможно, е следствие от квантовата физика“, обяснява проф. Стефан Айзебит от MBI. „Приносът на въртенето на електрон около атомното ядро към магнитния момент е само наполовина по-голям от приноса, който въртенето на електрона прави около себе си.“ Ако комбинирате различни видове атоми с различни посоки на въртене на електроните в твърдо тяло, можете Пълното въртене - физиците говорят за така наречения ъглов момент на системата - следователно угасва и все още запазва малък магнитен момент. Тъй като ъгловият импулс забавя движението на магнитните структури поради токови импулси, с този подход могат да се постигнат високи скорости. Ако е възможно да се настрои точно наметалото, тогава получените магнитни наноструктури могат да бъдат много малки и могат да бъдат преместени бързо - интересна перспектива за нови видове технологии за съхранение, базирани на магнитни наноструктури.

Този доклад за новини е създаден с материали от idw-online