Tulevaisuuden magneettista muistitekniikkaa

Verhottu magneettinen hajakenttä tuottaa halkaisijaltaan pienemmät ja vakaat skyrmionit. Copyright: L. Caretta, M. Huang, MIT.

Uusissa magneettisen datantallennuksen käsitteissä on tarkoitus siirtää pieniä magneettisia bittejä edestakaisin sirurakenteeseen, tallentaa ne tiheään pakattuina ja lukea ne myöhemmin.

Aihepiirin ongelmana on ollut, että magneettisen hajakentän bittejä ei oikein saa pienemmiksi jotta niitä voisi pakata tiiviimmin. Toisaalta hajakentän taustalla olevan magneettisen momentin vaaditaan olevan myös liikkuva, jotta sitä voidaan siirtää ympäri rakenteita.

Nyt Max Born -instituutin (MBI), Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) ja DESYn tutkijat pystyivät pistämään "näkymättömyys viitan" magneettisiin rakenteisiin. Tällä tavoin magneettinen hajakenttä voidaan pienentää tavalla, joka mahdollistaa pienet, mutta liikkuvat bitit.

Lisätutkimuksissa tutkijat havaitsivat, että sopivasti peitetyt bitit voidaan siirtää erityisen nopeasti lyhyillä virtapulsseilla - tärkeä ominaisuus todelliseen muistikäyttöön.

Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat puolestaan olleet mukana kansainvälisessä yhteistyöhankkeessa, jossa valmistettiin ensimmäinen molekyyli, joka pystyy muistamaan siihen kohdistetun magneettikentän nestemäisen typen lämpötilan yläpuolella.

Molekyyleihin tallennetulla tiedolla voidaan tulevaisuudessa lisätä muistien tallennuskapasiteettia.

Yksittäismolekyylimagneetit ovat molekyylejä, jotka muistavat pitkään niihin kohdistetun magneettikentän suunnan ja molekyyleihin voi näin ”kirjoittaa” informaatiota.

Käytännön sovelluksien kehittymistä on estänyt se, että yksittäiset molekyylimagneetit toimivat vain lähes absoluuttisen kylmissä olosuhteissa.

Nyt tutkijat onnistuivat valmistamaan ja karakterisoimaan yksittäismolekyylimagneetin, joka säilyttää muistiominaisuutensa nestemäisen typen lämpötilan (–196°C) yläpuolella.

Magneettia voidaan kutsua ensimmäiseksi korkean lämpötilan yksittäismolekyylimagneetiksi. Nestetyppi on yli 300 kertaa nesteheliumia halvempaa ja sen käsittely on paljon helpompaa, mikä mahdollistaisi teolliset sovellukset.