Исследователи из Германии первыми показали возможность хранения целых последовательностей битов в цилиндрических магнитных доменах размером всего 100 нанометров. Благодаря этому можно будет создавать новые типы хранилищ данных и датчиков, и магнитные устройства для сотворения нейронных сетей.
Группа исследователей из Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR), Хемницкого технического универа, Дрезденского технического универа и Исследовательского центра Юлиха первый раз показала возможность хранения не только лишь отдельных битов, да и целых битовых последовательностей в крохотных цилиндрических нанообластях, передаёт ресурс TechPowerUp.
Доктор наук Олав Хеллвиг (Olav Hellwig) из HZDR разъясняет концепцию цилиндрического магнитного домена, также именуемого «пузырьковым доменом», как маленькую цилиндрическую область в узком магнитном слое. Его спины, собственные моменты импульса электронов, создающие магнитный миг в материале, ориентированы в определённом направлении, что приводит к образованию намагниченности, хорошей от остальной среды окружения.
Исследователи убеждены, что подобные магнитные структуры владеют большущим потенциалом для спинтронных приложений. При всем этом главным составляющим являются доменные стены, формирующиеся на границах цилиндрического домена. Точно в этих областях происходит изменение направления намагниченности, что может быть применено для кодировки битов инфы.
Стремясь побороть ограничения плотности данных современных жёстких дисков, расширяя способности хранения в трёхмерном пространстве (3D), команда Хеллвига использовала мультислойные магнитные структуры, состоящие из чередующихся слоёв кобальта и платины, разделённых слоями рутения. Эти структуры были нанесены на кремниевые подложки, образуя искусственный антиферромагнетик с вертикальной структурой намагниченности.
Дальше была использована концепция памяти «racetrack» (гоночная дорога), где биты размещены параллельно этой трассы как нити жемчуга. «Особенность разработанной нами системы заключается в способности держать под контролем толщину слоёв и, таким образом, их магнитные характеристики. Это позволяет приспособить магнитное поведение синтетического антиферромагнетика для хранения не только лишь отдельных битов, да и целых последовательностей битов в форме зависящего от глубины направления намагниченности доменных стен», — разъясняет Хеллвиг.
Итоги исследования германских учёных открывают перспективу сотворения новых магниторезистивных датчиков и спинтронных компонент. Также, такие сложные магнитные нанообъекты имеют немаленький потенциал для реализации в нейронных сетях, что посодействовало бы сохранять и обрабатывать информацию подобно людскому мозгу. Итоги труда выложены в журнальчике Продвинутый Electronic Materials.
