Uudenlaisia magneettikuviota data tallennukseen

Ohion osavaltion yliopistossa tehty tutkimus ehdottaa, että siilin piikkejä muistuttavat atomimittakaavaiset magneettikuviot voivat johtaa kiintolevyihin, joiden kapasiteetti on huomattavasti suurempi kuin nykyisten laitteiden.

Työssään tutkijat käyttivät magneettimikroskooppia visualisoidakseen kuvioita, jotka muodostuivat epätavallisen magneettisen materiaalin, mangaanigermanidin, ohuissa kalvoissa.

Toisin kuin tutut magneetit, kuten rauta, tämän materiaalin magnetismi seuraa heliksejä, jotka ovat samanlaisia kuin DNA:n rakenne. Tämä johtaa uuteen magneettikuvioiden eläintarhaan, jolla on nimiä, kuten siilit, anti-siilit, skyrmionit ja meronit, jotka voivat olla paljon pienempiä kuin nykypäivän magneettiset bitit.

"Näitä uusia magneettikuvioita voitaisiin käyttää seuraavan sukupolven datan tallentamiseen", sanoi fysiikan professori Jay Gupta. ”Kiintolevyjen tallennustiheys lähestyy rajojaan, mikä liittyy siihen, kuinka pieneksi voit tehdä tallennuksen mahdollistavat magneettiset bitit. Ja se motivoi meitä etsimään uusia materiaaleja, joissa voisimme tehdä magneettisista kappaleista paljon pienempiä.

Heidän visualisoimat kuvat paljastivat, että joissakin näytteen osissa pinnan magnetismi oli kiertynyt kuvioksi, joka muistutti siilin piikkejä. Tässä tapauksessa siilin ”runko” on kuitenkin vain 10 nanometriä leveä, mikä on paljon pienempi kuin nykyiset magneettiset bitit (noin 50 nanometriä), ja sitä on lähes mahdotonta visualisoida. Vertailun vuoksi, yhden ihmisen hiuksen paksuus on noin 80 000 nanometriä.

Tutkimusryhmä havaitsi myös, että siilikuvioita voitiin siirtää pinnalla sähkövirroilla tai kääntää magneettikentillä. Tämä ennakoi magneettisen datan lukemista ja kirjoittamista, mikä saattaa kuluttaa paljon vähemmän energiaa kuin tällä hetkellä mahdollista.

Aalto-yliopiston tutkijat ovat puolestaan kehittäneet uudenlaisen magneettisen nesteen, jota pystytään ohjaamaan sähkökentän avulla. Löytö tarjoaa tutkijoille mahdollisuuden luoda monimutkaisia termodynaamisen tasapainon ulkopuolella olevia rakenteita. Sellaisella nesteellä on lukuisia mahdollisia teknologisia sovelluksia, esimerkiksi sähkömustenäytöissä.

Magneettisilla nesteillä on ollut merkittävä rooli muun muassa kaiutinten kehityksessä sekä kiintolevyissä. Tavallisesti liuoksen ominaisuudet määräytyvät jo valmistuksessa. Uusi tutkimus on merkittävä muutos aiempaan, sillä se mahdollistaa nesteen ominaisuuksien säätämisen ulkoista ärsykettä käyttämällä, nesteen koostumusta muuttamatta.

“Jännitteen avulla voidaan säätää nanopartikkelien jakaumaa, esimerkiksi siirtää ne halutulle alueelle, jolloin ne vahvistavat magneettisia ominaisuuksia siellä ja heikentävät niitä muualla”, kuvaa apulaisprofessori ja akatemiatutkija Jaakko Timonen.

“Tämä ensivaiheen tutkimus on pääasiassa perustutkimusta, mutta me olemme jo aloittaneet työn, joka keskittyy sovelluksiin”, tutkijatohtori Carlo Rigoni sanoo.

Aiheesta aiemmin:

Epätavallista magneettista käyttäytymistä