Нанокольца открывают перспективы создания сверхскоростных HDD

Биметаллические нанокольца, генерирующие короткие магнитные импульсы при облучении, были теоретически исследованы сотрудниками сингапурского Института хранения данных A*STAR (Agency for Science Technology and Research). Полученные результаты продемонстрировали возможность применения таких устройств для магнитной коммутации и для реализации быстродействующих накопителей с высокой плотностью записи информации.

В отличие от их электрических и оптических аналогов, сверхкороткие магнитные импульсы, необходимые для исследования магнитной коммутации в материалах, крайне сложно генерировать. Сейчас для этого применяются огромные ускорители частиц или особые материалы, которые не позволяют получать концентрированное магнитное поле.

Ученые из A*STAR предложили гораздо более практичную альтернативу в виде нанокольца, состоящего из четырёх чередующихся золотых и никелевых секторов. Их расчёты показывают, что под действием сверхкоротких лазерных импульсов такое кольцо должно генерировать магнитные импульсы длительностью менее триллионной доли секунды.

Биметаллическое кольцо представляет собой уменьшенную до наномасштаба версию устройства, с помощью которого в 1821 г. немецкий физик Томас Зеебек (Thomas Seebeck) открыл термоэлектрический эффект.

Работает оно так же, как прототип 200-летней давности. Лазерный импульс вызывает коллективные колебания электронов проводимости — плазмонный резонанс, следствием которого является эффективный, но неоднородный нагрев. Тепловой градиент приводит к термоэлектрической генерации электротока, который, в свою очередь, порождает магнитный импульс.

Четырехсекторное нанокольцо обладает двумя существенными преимуществами по сравнению с предыдущей, двухсекторной моделью. Оно генерирует более сильный ток, а значит и более интенсивное магнитное поле, а кроме того имеет сниженную максимальную температуру, что предохраняет устройство от расплавления.

Авторы публикации в New Journal of Physics подчёркивают, что их нанокольцо абсолютно уникально по обеспечиваемой им степени локализации магнитного поля как во времени, так и в пространстве. Вместе с учёными из Саутгемптонского университета (Великобритания) они планируют изготовить такие кольца для лабораторных испытаний.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365