Изобретен магнит для быстрых и дешевых устройств хранения данных

Проф. Тео Разинг (Theo Rasing), физик из Университета Неймегена (Голландия), нашел новый синтетический материал для устройств хранения.

Оптическая запись данных не требует дорогостоящих магнитных материалов, поскольку синтетические альтернативы работают так же хорошо. В этом заключается открытие, сделанное международной группой специалистов из Йорка, Берлина и Неймегена. Оно на шаг приближает гораздо более дешевый метод для хранения данных с использованием света.

При сохранении файла на ноутбуке или ПК, компьютер создает код, состоящий из нулей и единиц. На жестком диске они представлены в виде намагниченных в определенном направлении доменов. Переключение этих доменов с использованием магнитного поля является относительно медленным, энергоемким процессом. В качестве альтернативы можно переключать их с помощью света, что было впервые достигнуто исследователями из Нейменгена шесть лет назад. Они ищут подходящие материалы до сих пор.

«Оптическое переключение возможно только в специальных магнитах, называемых ферримагнетиками. Однако эти магниты изготавливаются из дорогих редкоземельных металлов, которые к тому же трудно производить в наномасштабе. Теперь мы впервые показали, что оптически также можно переключать синтетические ферримагнетики», - сказал проф. Разинг.

В отличие от обычных ферримагнетиков, производство синтетических ферримагнетиков не требуют использования редкоземельных металлов. Это делает их дешевле и безопаснее для окружающей среды, и поэтому они более подходят для использования в компьютерах. «Я действительно считаю, что это начало принципиально новой формы хранения данных и, возможно, обработки данных тоже», - отметил проф. Разинг.

Ферримагнетики характеризуются тем, что магнитные моменты соседних ионов не все одинаковой величины. «Они похожи на антиферромагнетики, у которых магнитные моменты с противоположными направлениями объединяются в пары. Однако поскольку у ферримагнетиков они имеют различные значения, то появляется не скомпенсированный магнитный момент, - объясняет проф. Разинг. - Это может быть симулировано с помощью двух тонких слоев железа с разделительным слоем между ними. Железо является ферромагнетиком – все спины имеют одинаковую величину и направление. Таким образом, можно создать чистый магнитный момент путем комбинирования двух слоев различной толщины и с противоположными направлениями намагничивания, например».

Когда проф. Разинг придумал свою концепцию синтетического магнита, он немедленно связался с группой в Йорке, которая смогла смоделировать процесс переключения.

«Их модель показала, что это действительно работает, и поэтому мы подали заявку на совместный патент. Это сразу стало «горячей» темой, и уже есть группы в Сан-Диего, Франции и Германии, создающие и тестирующие синтетические ферримагнетики. Международное сотрудничество очень важно, и я ожидаю, что сочетание теории, моделирования и экспериментов в различных группах принесет гораздо больше плодов в ближайшие годы».

Слева: в ферримагнетике есть равное число магнитных моментов в направлениях вверх и вниз, но величины их различны. В результате появляется намагниченность. Справа: синтетический ферримагнетик, состоящий из двух очень тонких слоев железа с разделительным слоем между ними. В слоях железа все спины имеют одинаковое направление и величину. Объединив слои разной толщины с противоположными направлениями намагниченности можно получить не скомпенсированный магнитный момент