Úložisko dát budúcnosti Extrémne malé magnetické nanostruktúry so skrytými maskami - Novinky
Zdravý na Mars
Rodokmeň Mliečnej dráhy
Plne integrovaná kontrola nanodiamantov
Trochu bližšie k slnku
Vzdialenosti od hviezd
Čo žiari hviezdy
Jednosmerná ulica pre elektróny
Stovky výtlačkov Newtonovej knihy Philosophiae Naturalis Principia Mathematica nájdené v novom počte
Laboratórne experimenty mohli vyriešiť hádanky o marsovskom mesiaci Phobos
Ukladanie dát budúcnosti: extrémne malé magnetické nanostruktúry pozorované pri maskovaní
Physik-News z 18. októbra 2018 Elektrodynamika
Nové koncepcie ukladania magnetických dát sa zameriavajú na zasielanie obzvlášť malých magnetických bitov tam a späť v pamäťovom čipe, ich ukladanie pevne zabalených a ich načítanie neskôr. Bludné magnetické pole doteraz zabránilo tvorbe obzvlášť malých bitov. Vedcom z Max Born Institute (MBI), Massachusettského technologického inštitútu (MIT) a DESY sa teraz podarilo nasadiť „magický klobúk“ na magnetické nanostruktúry. Týmto spôsobom je možné rozptýlené magnetické pole znížiť tak, že bity môžu byť malé a súčasne veľmi pohyblivé. Výsledky výskumu boli publikované v časopise „Nature Nanotechnology“.
Pre fyzikov je magnetizmus zásadne spojený s rotáciou elektrónov v atómoch. Elektróny, ktoré krúžia okolo atómového jadra a tiež rotujú okolo seba, vytvárajú týmto pohybom magnetický moment atómu. Bludné magnetické pole spojené s týmto magnetickým momentom je to, čo všetci poznáme z tyčového magnetu, a ktoré používame na pripevňovanie poznámok k magnetickému vývesnému štítku. Magnetické bludné pole sa tiež používa na čítanie magneticky uložených informácií z pevného disku. Na dnešných pevných diskoch je jediný magnetický bit iba asi 15 x 45 nanometrov, z čoho asi 1 000 000 000 000 by sa zmestilo na poštovú známku.
V nových koncepciách ukladania magnetických dát by bolo treba posielať také magnetické bity tam a späť v pamäťovom čipe pomocou prúdových impulzov, aby sa ich uložili pevne zabalené na vhodné miesto na uloženie a neskôr ich znovu načítali. Tu sa bludné magnetické pole ukazuje ako prekliatie: Zabraňuje tomu, aby sa magnetické štruktúry ešte zmenšili, a teda aby sa informácie zhustili hustejšie. Na druhej strane je potrebný magnetický moment ležiaci pod bludným poľom, aby bolo možné vôbec pohybovať štruktúrami.
Lucas Caretta, Maxwell Mann, Felix Büttner, Kohei Ueda, Bastian Pfau, Christian M. Günther, Piet Hessing, Alexandra Churikova, Christopher Klose, Michael Schneider, Dieter Engel, Colin Marcus, David Bono, Kai Bagschik, Stefan Eisebitt a Geoffrey SD Beach Steny domén riadené rýchlym prúdom a malé skymmiony v kompenzovanej ferimagnetickej prírodnej nanotechnológii, zverejnené online: 17. septembra 2018
Vedcom sa teraz podarilo nasadiť „plášť neviditeľnosti“ na malé magnetické nanostruktúry a sledovať, aké malé a rýchle môžu byť také skryté kúsky. Za týmto účelom boli kombinované typy atómov s opačným smerom otáčania elektrónov a teda s opačnými magnetickými momentmi. Takto sa dá rozptýlené magnetické pole znížiť alebo dokonca úplne vypnúť - jednotlivé atómy v nanostruktúre však stále majú magnetický moment, v zásade majú na sebe iba plášť.
Napriek tomu vedci dokázali vykresliť malé štruktúry. Použili metódu röntgenovej holografie, ktorá umožňuje špecificky zviditeľniť iba magnetické momenty jedného typu atómu - takže štruktúry bolo možné mapovať bez ich plášťa.
Ukázalo sa, že šikovným nastavením sily neviditeľného plášťa sa dajú dosiahnuť dve veci, ktoré sú dôležité pre možné aplikácie ako ukladanie dát. „Na našich obrázkoch môžeme vidieť veľmi malé, okrúhle magnetické štruktúry,“ vysvetľuje Dr. Bastian Pfau z MBI. „Najmenšie priemery, ktoré sme našli, sú iba 10 nanometrov“. Ak by sa tieto štruktúry dali použiť na ukladanie dát, mohla by sa hustota úložiska v porovnaní s dnešnými pevnými diskami výrazne zvýšiť. Pri ďalších meraniach na MIT vedci tiež zistili, že maskované nanomagnety môžu byť obzvlášť rýchlo presunuté prúdovými impulzmi - čo je dôležitá vlastnosť pre možnú aplikáciu. Týmto spôsobom sa dosiahli rýchlosti viac ako jeden kilometer za sekundu.
„To, že je to možné, je dôsledkom kvantovej fyziky,“ vysvetľuje profesor Stefan Eisebitt z MBI. „Príspevok rotácie elektrónu okolo atómového jadra k magnetickému momentu je len polovičný ako príspevok rotácie elektrónu okolo seba.“ Ak kombinujete rôzne typy atómov s rôznymi smermi rotácie elektrónov v pevnej látke, môžete Celková rotácia - fyzici hovoria o takzvanom momente hybnosti systému - preto uhasia a stále si zachovávajú malý magnetický moment. Pretože moment hybnosti spomaľuje pohyb magnetických štruktúr v dôsledku prúdových impulzov, je možné pomocou tohto prístupu dosiahnuť vysoké rýchlosti. Ak je možné presne upraviť plášť neviditeľnosti, výsledné magnetické nanostruktúry môžu byť veľmi malé a dajú sa rýchlo premiestniť - zaujímavá perspektíva pre nové technológie skladovania založené na magnetických nanostruktúrach.
Táto spravodajská správa bola vytvorená z materiálu idw-online