Nollan ja ykkösen tuolla puolen

Nykypäivän tietokoneet tallentavat informaatiota käyttämällä vain nollaa ja ykköstä. Mutta elektronisten laitteiden pienentyessä ja niiden saavuttaessa rajansa, tutkijat etsivät uusia tapoja pakata enemmän informaatiota samaan tilaan.

Institut Laue-Langevinin tutkijat löysivät materiaalin, jossa atomistiset magneetit voivat muodostaa neljä erilaista magneettista tilaa. He osoittivat, että näitä tiloja voidaan ohjata sähkö- ja magneettikenttien avulla ja että ne pysyvät vakaina luomisen jälkeen.

Neutronikokeiden avulla tieteilijät pystyivät havaitsemaan kaikki neljä sähkö- ja magneettikenttien avulla luotua magneettista tilaa. Tämä löytö vihjaa tulevaisuuteen, jossa tietokoneet saattavat tallentaa huomattavasti enemmän informaatiota kuin nykyiset binääriteknologiat.

Äskettäisessä työssään tutkijat tarkastelivat litiumista, nikkelistä, raudasta ja fosfaatista valmistettua magnetoelektristä kidettä. Tässä materiaalissa pienet atomimagneetit järjestäytyvät antiferromagneettiseen järjestykseen.

Antiferromagneettiset materiaalit ovat yhä kiinnostavampia tulevaisuuden spintroniikan teknologioissa. Koska niiden atomimagneetit osoittavat vastakkaisiin suuntiin ja kompensoivat toisiaan, ne eivät tuota kokonaismagneettikenttää, mikä tekee niistä vähemmän herkkiä ulkoisille häiriöille ja mahdollistaa laitteiden pakkaamisen tiiviimmin yhteen.

Toinen houkutteleva ominaisuus on, että näiden materiaalien magneettinen tila voi muuttua erittäin nopeasti, mikä voisi olla hyödyllistä ultranopeassa tiedonkäsittelyssä.

Vaikka tähän konseptiin perustuvat käytännön piirirakenteet ovat edelleen pitkän aikavälin tavoite, tutkimus korostaa, kuinka perustutkimus voi paljastaa uusia mahdollisuuksia tulevaisuuden tietoteknologioille. Tutkimalla magnetoelektrisiä ja toroidisia materiaaleja edistyneillä neutronitekniikoilla tiedemiehet voivat selvittää, miten magneettiset tilat syntyvät ja miten niitä voidaan hallita atomitasolla.

Myös Marylandin yliopiston ja heidän kumppani-instituuttien tutkijat esittelivät hiljattain uuden spintronisen nanorakenteen. Tutkimusjulkaisussa esitelty rakenne voi vaihtaa neljän vakaan resistanssitilan välillä ja voisi siten toimia monitilamuistina.

Kehitetty spintroninen rakenne perustuu van der Waals -menetelmällä koottuihin multiferroisisiin tunneliliitoksiin ja osoittaa neljä stabiilia, haihtumatonta resistanssitilaa yhdistämällä ferromagneettisia ja ferrosähköisiä kerroksia.

Aiheesta aiemmin:

Tutkimus avaa ferrosähköisen muistin alumiininitridissä

Antiferromagneettisuutta spintroniikkaan ja muisteihin