Храните данные на … магнитных вихрях

1 апреля 2011 г., 16:45

Физики из Технического университета Мюнхена (TUM) и Кельнского университета сообщили об эксперименте, результаты которого могут открыть путь к более быстрой и энергоэффективной записи и обработке данных. Исследователи из TUM смогли привести в движение пространственную структуру (решетку) магнитных вихрей в материале с помощью электрического тока почти в миллион раз более слабого, чем в предыдущих экспериментах. При этом физики наблюдали взаимодействие между электрическим током и магнитной структурой посредством измерений поведения пучка нейтронов, испускаемых источником FRM II, установленном в г. Гархинге (Германия).

В последние несколько лет ученые сконцентрировались на том, как данные могут быть записаны на магнитный носитель прямо с помощью электрического тока. До сих пор проблема заключалась в том, что для этого необходимы были очень большие значения тока.

Немногим более года назад проф. Кристиан Пфлайдерер (Christian Pfleiderer) с сотрудниками из департамента физики TUM открыли новую магнитную структуру в кристалле марганцовистого кремния – решетку магнитных вихрей. Эксперименты в Гархинге были стимулированы теоретическими предсказаниями проф. Ахима Роша (Achim Rosch) из Кельнского университета и проф. Ремберта Дюне (Rembert Duine) из Университета Ультрехта.

Команда Кристиана Пфлайдерера пропустила электрический ток через марганцовистый кремний. С помощью потока нейтронов они были способны наблюдать кручения в решетке магнитных вихрей, которые они вначале не могли объяснить.

В качестве следующего шага исследователи провели эксперименты на устройстве MIRA нейтронного источника FRM II с целью определить, почему решетка закручивалась при пропускании электрического тока. Сначала вычисления противоречили результатам экспериментов в Гархинге. «Магнитная структура крутится, потому что направление электрического тока сильно изменяется благодаря квантовомеханическим эффектам», - объяснил Кристиан Пфлайдерер. Когда электрон проходит через магнитный вихрь, его спин взаимодействует с вихрем. Таким образом, электрический ток воздействует на магнитные вихри, которые начинают двигаться.

После серии измерений ученые сумели установить, что решетка магнитных вихрей демонстрирует свойства, которые могут быть интересны в области нанотехнологий, в частности, для разработки систем хранения данных нового типа. Примечательно, что магнитные вихри очень стабильны и в то же время слабо закреплены в материале, так что даже очень слабый электрический ток может привести их в движение. Это в будущем может позволить записывать и обрабатывать данные быстрее и эффективнее.

Храните данные на … магнитных вихрях