Sposób na przyspieszenie działania pamięci magnetycznych

[KopalniaWiedzy.pl 314]

Naukowcy z Jülich w Niemczech odkryli nową metodę przełączania stanów magnetycznych. Ten najszybszy znany nam sposób przełączania uzyskiwany jest za pomocą zewnętrznego pola magnetycznego. Może on posłużyć do budowy nowych urządzeń pamięci masowej.

W miniaturowych magnesach, wielkości mikrometrów, pole magnetyczne w naturalny sposób tworzy wiry. Taki wir magnetyczny posiada swoje centrum, którego średnica wynosi około 10 nanometrów. Kierunek namagnesowania centrum ustawiony jest pionowo do powierzchni, może więc wskazywać dwie wartości: góra lub dół. Jako że raz nadany kierunek jest bardzo stabilny, właściwość tę można wykorzystać do przechowywania danych binarnych, gdyż za jego pomocą można zapisać wartości 0 i 1.

Stabilność kierunku namagnesowania utrzymywana jest dzięki siłom działającym w magnesie. Wpływając na te siły można zmieniać kierunek namagnesowania centrum wiru magnetycznego.

Uczeni z Instytutu Badań nad Ciałami Stałymi w Jülich we współpracy z akademikami z Instytutu Maxa Plancka pokazali symulację komputerową, która wyjaśnia, w jaki sposób za pomocą krótkich, słabych impulsów, można przełączać kierunek namagnesowania centrum.

Doktor Ricardo Hertel, szef zespołu badawczego, poinformował, że przełączanie pomiędzy kierunkami odbywa się błyskawicznie, trwa około pięciu pikosekund (pikosekunda to 10-12 sekundy, czyli jej bilionowa część). W ciągu pięciu pikosekund impuls zaburza strukturę magnetyczną tak, że obok istniejącego wiru magnetycznego powstaje antywir. Mamy więc parę wir-antywir, która ulega anihilacji. W jej wyniku powstaje nowy wir, którego kierunek namagnesowania jest przeciwny do wiru oryginalnego – mówi Hertel. I dodaje, że przełączanie odbywa się kilkaset razy szybciej, niż pracują tranzystory w najszybszych obecnie procesorach.

Oprócz niezwykłej szybkości całego procesu bardzo ważną jego cechą jest odzyskiwanie stabilności przez cały układ. Po impulsie i zmianie kierunku namagnesowania nowy wir jest tak samo stabilny jak oryginalny.

Odkrycie niemieckich uczonych daje nadzieję na wyprodukowanie w przyszłości mniejszych i szybszych niż obecnie magnetycznych nośników pamięci masowej.