A jövő adattárolása Rendkívül kisméretű köpenyes mágneses nanoszerkezetek figyelhetők meg - Hírek
Egészséges a Marson
A Tejút családfája
A nanodiamandok teljesen integrált vezérlése
Kicsit közelebb a naphoz
Távolság a csillagoktól
Mitől ragyognak a csillagok
Egyirányú utca az elektronok számára
Új számban talált több száz példányt Newton Philosophiae Naturalis Principia Mathematica-ból
A laboratóriumi kísérletek megoldhatták a rejtvényeket a Mars Phobos holdjáról
A jövő adattárolása: rendkívül kicsi mágneses nanostruktúrák figyelhetők meg köpenyekkel
Physik-News 2018. október 18-tól. Elektrodinamika
A mágneses adattárolás új koncepcióinak célja, hogy különösen kicsi mágneses biteket küldjön oda-vissza egy memória chipbe, szorosan tárolva és később kiolvasva. A kóbor mágneses mező eddig megakadályozta a különösen kicsi bitek előállítását. Most a Max Born Intézet (MBI), a Massachusettsi Műszaki Intézet (MIT) és a DESY kutatóinak sikerült „mágikus kalapot” tenniük a mágneses nanostruktúrákra. Ily módon a kóbor mágneses mező csökkenthető oly módon, hogy a bitek kicsiek és ugyanakkor nagyon mozgékonyak legyenek. A kutatási eredményeket a "Nature Nanotechnology" c.
A fizikusok számára a mágnesesség alapvetően kapcsolódik az atomok elektronjának forgásához. Az atomok körül keringő és önmaguk körül is forgó elektronok ezen a mozgáson keresztül generálják az atom mágneses momentumát. Az ezzel a mágneses mozzanattal járó kóbor mágneses mező az, amit mindannyian ismerünk egy rúdmágnesből, és amellyel jegyzeteket fűzünk egy mágneses tűs táblához. A mágneses kóbor mezőt a mágnesesen tárolt információk merevlemezről történő kiolvasására is használják. A mai merevlemezeken egyetlen mágneses bit csak kb. 15 x 45 nanométer, amelyből kb. 1.000.000.000.000 elférne egy postabélyegen.
A mágneses adattárolás újszerű elképzeléseiben az ilyen mágneses biteket vissza akarják küldeni egy memóriachipbe áramimpulzusok segítségével annak érdekében, hogy azokat szorosan csomagolva tárolásra alkalmas helyen tárolják, és később újra olvassák. Itt kiderül, hogy a kóbor mágneses tér átok: Megakadályozza, hogy a mágneses struktúrák még kisebbek legyenek, és így az információk sűrűbben ne csomagolódjanak. Másrészt a mágneses pillanatra, amelyen a kóbor mező áll, szükség van ahhoz, hogy a szerkezeteket egyáltalán mozgatni tudjuk.
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 és Geoffrey SD Beach Gyorsáram-vezérelt tartományfalak és kicsi égboltok egy kompenzált ferrimágneses Nature Nanotechnology-ban, online közzétéve: 2018. szeptember 17.
A kutatóknak most sikerült a láthatatlanság köpenyét elhelyezniük a kis mágneses nanostruktúrákon, és megfigyelték, hogy milyen kicsiek és gyorsak lehetnek ilyen álcázott bitek. Ebből a célból kombinálták az elektronok ellentétes irányú atomjait, és ezzel ellentétes mágneses momentumaikat. Ily módon a kóbor mágneses mező csökkenthető vagy akár teljesen kikapcsolható - de a nanostruktúra egyes atomjainak még mindig van mágneses nyomatéka, alapvetően csak köpenyt viselnek.
Ennek ellenére a kutatók képesek voltak ábrázolni a kis struktúrákat. A röntgen-holografikus módszert alkalmazták, amely lehetővé teszi, hogy csak egyetlen típusú atom mágneses momentuma látható legyen - így a szerkezeteket köpenyük nélkül is ábrázolni lehet.
Kiderült, hogy a láthatatlansági sapka erősségének okos beállításával két dolgot lehet elérni, amelyek fontosak a lehetséges alkalmazások számára, mint adattároló eszköz. "Nagyon kicsi, kerek mágneses struktúrákat láthatunk képeinken" - magyarázza dr. Bastian Pfau az MBI-től. "A legkisebb átmérő, amelyet találtunk, csak 10 nanométer." Ha ezeket a struktúrákat fel lehetne használni adattárolásra, a tárolási sűrűség jelentősen megnőhet a mai merevlemezekhez képest. Az MIT-n végzett további mérések során a kutatók azt is megállapították, hogy az álcázott nanomágnesek áramimpulzusokkal különösen gyorsan mozgathatók - ez fontos tulajdonság egy esetleges alkalmazáshoz. Ez lehetővé tette a másodpercenként egy kilométeres sebesség meghaladását.
"Hogy ez lehetséges, az a kvantumfizika következménye" - magyarázza Prof. Stefan Eisebitt az MBI-től. "Az atomnak az elektron körüli forgása által a mágneses momentumhoz való hozzájárulás csak fele akkora, mint az elektron körüli saját körüli forgása." A teljes forgás - a fizikusok a rendszer úgynevezett szögimpulzusáról beszélnek - ezért kialszik, és még mindig megtart egy kis mágneses momentumot. Mivel a szögimpulzus áramimpulzusokkal lelassítja a mágneses szerkezetek mozgását, ezzel a megközelítéssel nagy sebesség érhető el. Ha lehetséges pontosan beállítani a köpenyt, akkor a kapott mágneses nanostruktúrák lehetnek nagyon kicsiek és gyorsan mozgathatók - érdekes kilátás nyílik a mágneses nanostruktúrákon alapuló új tárolási technológiákra.
Ez a hírjelentés az idw-online anyagával készült