Nowy skok w zapisie magnetycznym :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Pole magnetyczne leczy ból, depresję, przyspiesza gojenie ran

Pola magnetyczne i oscylacje pomagają mrówkom w nawigacji

Szybsze i tańsze przechowywanie danych dzięki przełomowi w materiałoznawstwie

Zaproszenie do składania wniosków w ramach programu roboczego "Pomysły" 2011 Siódmego Programu Ramowego WE w zakresie badań, rozwoju technologicznego i demonstracji

Unijny zespół testuje nowy materiał półprzewodnikowy

Pliki komputerowe, które wykorzystujemy codziennie w pracy i w czasie wolnym są po prostu strumieniami danych cyfrowych złożonych z zer i jedynek. Zera i jedynki znajdują się na cienkiej warstwie magnetycznej na dysku twardym komputera, gdzie obszary magnetyczne skierowane w górę oznaczają jedynki, a te skierowane w dół - zera.

Wielkość takiego obszaru magnetycznego wynosi obecnie kilkadziesiąt nanometrów, co oznacza, że jeden terabajt danych można zmieścić na zaledwie czterech centymetrach kwadratowych. Chociaż brzmi to imponująco, to "miniaturyzacja" nastręcza wiele problemów fizykom i inżynierom. Szybko zmieniająca się i stale rozwijająca się branża technologii informatycznych wymaga obecnie, aby zapis poszczególnych elementów informacji na tych malutkich bitach magnetycznych odbywał się tak szybko i wydajnie energetycznie jak to możliwe.

Z pomocą może tutaj przyjść forma nowej metody zapisu danych magnetycznych opracowana przez finansowany ze środków unijnych zespół naukowców z Francji i Hiszpanii. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature zespół podkreśla, że ta metoda może pomóc w rozwiązaniu tych problemów oraz sprostać zmieniającym się wymogom rynkowym. Badania otrzymały grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) dla początkujących naukowców o wartości około 1,5 mln EUR w ramach projektu NOMAD (Nanoskalowa dynamika magnetyzacji), który otrzymał dofinansowanie z tematu "Pomysły" Siódmego Programu Ramowego (7PR).

Obecna metoda, wykorzystująca pola magnetyczne wytworzone przez przewody i zezwoje, jest obciążona kilkoma ograniczeniami pod względem skalowalności i efektywności energetycznej. Nowa technika zaproponowana przez zespół eliminuje zapotrzebowanie na kłopotliwe pola magnetyczne i zapewnia niezwykle prosty i odwracalny zapis elementów pamięci poprzez wprowadzanie prądu elektrycznego równoległego do płaszczyzny bitu magnetycznego. Klucz tego efektu polega na inżynierii asymetrycznych interfejsów na górze i na dole warstwy magnetycznej, indukujących pole elektryczne na całym materiale, w tym przypadku warstwie kobaltu o grubości poniżej jednego nanometra, wciśniętej między platynę a tlenek glinu.

Dzięki subtelnym efektom relatywistycznym, elektrony przechodzące przez warstwę magnetyczną faktycznie postrzegają pole elektryczne materiału jako pole magnetyczne, co z kolei wpływa na ich magnetyzację. W zależności od natężenia prądu i kierunku magnetyzacji, można indukować efektywne pole magnetyczne wewnątrz materiału, które jest wystarczająco silne, aby odwrócić magnetyzację.

Badania mają znaczenie dla opracowania magnetycznych pamięci o dostępie swobodnym, inaczej MRAM. Gdyby pamięcią MRAM zastąpić standardową pamięć RAM, która musi być odświeżana co kilka milisekund, to komputer włączałby się natychmiast, oszczędzając sporo energii.

Zespół wykazał w toku badań, że metoda działa niezawodnie w temperaturze pokojowej.
Dodatkową zaletą tego odkrycia jest fakt, że indukowany prądem zapis magnetyczny jest bardziej wydajny w "twardych" warstwach magnetycznych niż w "miękkich". Wydaje się to przeczyć intuicji, gdyż miękkie materiały magnetyczne z definicji łatwiej się przełącza za pomocą zewnętrznych pól magnetycznych. Jest to jednak bardziej praktyczne, gdyż twarde magnesy można zminiaturyzować do wymiarów nanometrycznych bez utraty ich właściwości magnetycznych. Umożliwi to zwiększenie gęstości upakowania pamięci bez obniżania zdolności zapisu.

Ogólnym celem projektu NOMAD, który będzie realizowany do 2013 r., jest opracowanie pionierskich podejść do kontrolowania właściwości magnetodynamicznych elementów molekularnych i metalowych w skali nanometrycznej.

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Ekran magnetyczny - przegroda, osłona wykonana z ciała ferromagnetycznego, o jak największej przenikalności magnetycznej, której zadaniem jest ochrona pewnych obszarów przed zewnętrznym polem magnetycznym. Ekrany magnetyczne służą do ochrony pewnych urządzeń, na przykład układów pomiarowych, przed wpływem obcych pól magnetycznych. W idealnym przypadku ekran powinien stanowić ciągłą drogę dla całego strumienia magnetycznego. Najczęściej jednak stosowane są ekrany elektromagnetyczne. pełny tekst

Ziemskie pole magnetyczne pole magnetyczne występujące naturalnie wewnątrz i wokół Ziemi. Odpowiada ono w przybliżeniu polu dipola magnetycznego z jednym biegunem magnetycznym w pobliżu geograficznego bieguna północnego i z drugim biegunem magnetycznym w pobliżu bieguna południowego. Linia łącząca bieguny magnetyczne tworzy z osią obrotu Ziemi kąt 11,3°. Pole magnetyczne rozciąga się na kilkadziesiąt tysięcy kilometrów od Ziemi, a obszar w którym ono występuje nazywa się ziemską magnetosferą. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".