Ученым удалось разработать материал из наноразмерных магнитов, который позволит создавать новые типы электронных устройств с более высокой скоростью обработки данных.
Принцип действия многих современных устройств хранения информации, к которым относятся и жесткие диски, основан на управлении свойствами отдельных магнитных участков, или доменов. Известно, что возможности этих устройств ограничены взаимодействием магнитных доменов друг с другом при их сближении.
На рынке современных электронных устройств, в т.ч. смартфонов и мобильных компьютеров, велик спрос на запоминающие устройства с высокой плотностью данных. Однако возможности памяти ограничены из-за внутреннего взаимодействия магнитных частиц. Чтобы избежать этих ограничений, производители используют сегнетоэлектрическую память (FRAM), мемристоры или запоминающие устройства на антиферромагнетиках, но эти способы миниатюризации имеют такие недостатки как невысокая скорость и сложность реализации операций считывания данных, а также дороговизна.
Ученые из Имперского колледжа Лондона под руководством Уилла Брэнфорда (Will Branford) создали сотовидную структуру из наноразмерных магнитов в материале, известном под названием «спиновый лед». Эта структура позволяет на 2/3 уменьшить нежелательные эффекты, вызванные взаимодействием между соседними магнитными зарядами. Ученые показали, что большие массивы этих наномагнитов можно использовать для хранения данных, которые затем считываются путем измерения электрического сопротивления.
В экспериментах исследователей электрический ток пропускался по сплошной сотовидной структуре площадью 100 кв. мкм из полосок кобальта длиной 1 мкм и шириной 100 нм. Одна ячейка такой структуры состоит из трех полосок магнитов, соединяющихся в одном узле (см. рисунок).
 |
Ячеистая структура из наномагнитов. Рисунок: Imperial College London
В этой «расстроенной» структуре неизбежно две, по крайней мере, полоски сходятся одноименными полюсами, что приводит к их отталкиванию. Одна ячейка из таких магнитов допускает шесть комбинаций расположения полосок друг относительно друга, а по мере увеличения числа ячеек количество возможных комбинаций магнитов увеличивается экспоненциально. Брэнфорд утверждает, что созданная сотовидная структура с магнитными элементами может использоваться для хранения компьютерных данных. При внешнем воздействии эти магнитные полоски меняют свое состояние и по цепочке влияют на полярность соседних полосок, что напоминает передачу импульса нейронами. Ученые нашли способ, как определять состояние магнитов в решетке по изменениям в электрическом сопротивлении устройства, после чего возникла следующая задача – научиться управлять состоянием спинового льда, а также считывать это состояние.
В дальнейшем исследователям предстоит решить главную проблему — разработать метод использования этой структуры для выполнения вычислений, притом при комнатной температуре. В настоящий момент ученые работают с магнитными материалами при температурах ниже 223°C.
Источник: ScienceDaily
Читайте также:
Crocus наладит серийное производство MRAM
Семь университетов США пытаются создать квантовую память
Созданы энергоэффективные туннельные полевые транзисторы
Теория мемристора несостоятельна?
Crocus Technology выбирает площадку для производства памяти MRAM
Intel упускает благоприятный момент на рынке мобильных устройств
HP и Hynix объединяются для коммерциализации мемристора