Nowy sposób na kontrolę pól magnetycznych

Nowy sposób na kontrolę pól magnetycznych

Naukowcy z MIT opracowali nowy sposób sterowania domenami pól magnetycznych – kluczowej technologii wykorzystywanej w pamięci magnetycznej. Nowe podejście wymaga bardzo mało mocy do zapisywania i utrzymywania danych, co może prowadzić do wynalezienia nowej generacji urządzeń przechowujących dane.

Nowa technologia do kontroli pola magnetycznego wymaga przyłożenia napięcia, nie natomiast, jak było do tej pory, kolejnego pola. Może to prowadzić do gęstszego zapisu danych oraz miniaturyzacji ścieżek magnetycznych.

„Od setek lat, jeśli chciano przemagnetyzować materiał, należało skorzystać z innego materiału magnetycznego.", wyjaśnia dr Beach, którego zespół opracował nową technologię. Pozwala ona na przechowywanie danych bez potrzeby zasilania z wyjątkiem zapisu i odczytu.

Badacze pokazali, że ten efekt może być użyty do stworzenia nowego pojęcia „magnetycznego toru wyścigowego", który zbudowany jest z bitów ułożonych wzdłuż jego trasy.

„Pola magnetyczne są bardzo trudne do zlokalizowania. Jeśli przyłożysz pole magnetyczne do pojedynczych bitów, oddziałuje ono także na sąsiednie. Sytuacja robi się trudna, jeżeli dokonujemy postępującej miniaturyzacji."

Nowy system może precyzyjnie operować na pojedynczych bitach magnetycznych, reprezentowanych przez małe domeny w nanodrutach. Pędzą one 20 metrów na sekundę wzdłuż nich i mogą być przełączane poprzez podawanie napięcia.

By tego dokonać, naukowcy skonstruowali nowy typ urządzenia, które kontroluje magnetyzm w podobny sposób, jak tranzystor przepływ prądu. Głównym elementem składowym jest warstwa jonów, w których atomy pozbawione są elektronów. Napięcie przyłożone do małej elektrody powyżej cienkiej warstwy może jony przyciągać lub odpychać, modyfikując właściwości bazowego magnesu i wstrzymywać przepływ domen magnetycznych. Może to prowadzić do powstania nowych urządzeń magneto-jonowych.

W praktyce, taki system może wykorzystywać drut lub taśmę z materiału ferromagnetycznego z regularnie rozlokowanymi elektrodami na jego wierzchu. Magnetyczne bity miedzy tymi elektrodami mogą być selektywnie zapisywane lub odczytywane.

Gdy orientacja pola magnetycznego bitu pomiędzy dwoma elektrodami zostanie ustanowiona to zachowa swój kierunek i pozycję nawet w przypadku braku zasilania. Ponieważ nie występuje tu magnetyczne przełączanie pola magnetycznego, nie mamy do czynienia z praktycznie żadnym rozpraszaniem energii. Co więcej, otrzymane stałe namagnesowanie bitów jest bardzo stabilne i energooszczędne. Kluczem do sukcesu są wykorzystywane w tej technice tlenku gadolinu.

Technologia może być używa również w spintronice. Poniższy film pokazuje sposób jej działania.

(rr)