Epätavallista magneettista käyttäytymistä

17.09.2019

HZDR-uusi-magneettinen-muisti-temppu-300-t.jpgUudet mahdolliset digitaaliset datatallennuslaitteet luottavat pääasiassa uusiin magneettisiin ilmiöihin. Mitä paremmin ymmärrämme nämä ilmiöt, sitä parempia ja energiatehokkaampia muistipiirejä ja kiintolevyjä voimme rakentaa.

Fyysikot Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorfista (HZDR) ja Helmholtz-Zentrum Berlinistä (HZB) ovat tehneet tieteellisen perustyön tulevien tallennuslaitteiden hyväksi: Käyttämällä luovaa lähestymistapaa ja muotoilemalla magneettisia ohutkalvoja kaareviin arkkitehtuureihin he vahvistivat kiraalisten vasteiden läsnäolon yleisessä magneettisessa materiaalissa.

Tämä helpottaa sellaisten magneettisten järjestelmien luomista, joilla on halutut ominaisuudet ja jotka tukeutuvat yksinkertaisiin geometrisiin muunnoksiin.

Magneettisissa materiaaleissa tiedetään tapahtuvan kiraalisuuden vaikutuksia joissa myös magneettikuvioilla on kiraalisia ominaisuuksia: yksittäisten magneettimomenttien järjestymistä materiaalin sisällä. Tietyissä olosuhteissa jotkut tekstuurit käyttäytyvät kuten kuva ja peilikuva.

Mielenkiintoinen näkökohta tässä on se, että "kaksi tekstuuria voi esittää erilaisia magneettisia käyttäytymisiä", selvittää HZDR-fyysikko tohtori Denys Makarov.

”Tällaisilla kiraalisilla ominaisuuksilla on suuri tekninen lupaus. Niistä voisi olla apua muun muassa erittäin energiatehokkaiden elektronisten komponenttien, kuten anturien, kytkinten ja haihtumattomien tallennusrakenteiden, kehittämisessä tulevaisuudessa".

Kun atomien magneettiset momentit järjestäytyvät spiraalisiin tai kierteisiin kuvioihin ainetta kutsutaan helimagneettisiksi. Ne on tunnettu jo pitkään mutta niitä on melko eksoottisissa materiaaleissa, joita on vaikea valmistaa ja ominaisuudet ilmenevät yleensä matalissa lämpötiloissa.

Siksi Makarovin ryhmä valitsi toisen tien. He käyttivät yleistä magneettista materiaalia, rauta-nikkeliseosta (Permalloy) rakentamaan kaarevia esineitä, kuten paraabelin muotoisia nauhoja.

Magneettikentille altistettuna ja herkillä analyysimenetelmillä ryhmä pystyi osoittamaan, että parabolisen nauhan magneettiset momentit pysyivät alkuperäisessä suunnassaan kunnes tiettyyn kriittiseen arvoon sovellettiin käännetty magneettikenttä.

Tämä viivästynyt vaste johtuu kiraalisista vaikutuksista paraabeliliuskojen kärjen alueen kaarevuudesta. Löydetty vaikutus oli huomattavan vahva ja se havaittiin mikrometrin kokoisissa paraabeleissa, jotka voidaan tuottaa tavanomaisella litografialla.

On olemassa käsitteitä, jotka ennakoivat tulevan digitaalisen datan tallennuksen tietyissä magneettisissa objekteissa eli kiraalisen alueen seinämät tai skyrmionit. Löytö saattaa auttaa tuottamaan tällaisia rakenteita melko helposti - huoneenlämmössä ja käyttämällä yleisiä materiaaleja.

Löydetty vaikutus valmistaa tietä myös uusille erittäin herkille magneettikenttäantureille, toteavat tutkijat HZDR:n tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Tulevaisuuden magneettista muistitekniikkaa

Sopivasti kiertyneitä skyrmioneja
28.05.2020Ennätyskorkeaa datansiirtoa yhdellä lähettimellä
27.05.2020Apua litiummetallisille anodeille
26.05.2020Uusi resepti yhden atomin transistoreille
25.05.2020Ihoanturi seuraa C-vitamiinitasoja hiestä
22.05.2020Kohti kolmatta ulottuvuutta
21.05.2020Nopempi koherentti LiDAR
20.05.2020Rautaa rajalle, vaikka ruosteisenakin
19.05.2020Uudenlaisen kvanttitutkan prototyyppi
18.05.2020Löytää edullisesti radioaaltoja
16.05.2020Suprajohtavuutta ja topologiaa

Siirry arkistoon »