Cientistas da Alemanha foram os primeiros a demonstrar a possibilidade de armazenar sequências inteiras de bits em domínios magnéticos cilíndricos medindo apenas 100 nanômetros. Graças a isso, será possível criar novos tipos de armazenamento de dados e sensores, bem como dispositivos magnéticos para a criação de redes neurais.
Fonte da imagem: hzdr.de
Uma equipe de pesquisadores do Centro Helmholtz Dresden-Rossendorf (HZDR), da Universidade de Tecnologia de Chemnitz, da Universidade Técnica de Dresden e do Centro de Pesquisa Jülich demonstrou pela primeira vez a possibilidade de armazenar não apenas bits individuais, mas sequências inteiras de bits em minúsculos blocos cilíndricos. nanorregiões, relata TechPowerUp.
O professor Olav Hellwig do HZDR explica o conceito de domínio magnético cilíndrico, também chamado de “domínio de bolha”, como uma pequena região cilíndrica em uma fina camada magnética. Seus spins, momento angular do próprio elétron, que cria um momento magnético no material, são direcionados em uma determinada direção, o que leva à formação de uma magnetização diferente do restante do ambiente circundante.
Os pesquisadores acreditam que tais estruturas magnéticas têm um enorme potencial para aplicações spintrônicas. Neste caso, o elemento chave são as paredes do domínio formadas nos limites do domínio cilíndrico. É nessas áreas que muda a direção da magnetização, que pode ser usada para codificar bits de informação.
Com o objetivo de superar as limitações de densidade de dados dos discos rígidos modernos, expandindo as capacidades de armazenamento tridimensionais (3D), a equipe de Hellwig usou estruturas magnéticas multicamadas que consistem em camadas alternadas de cobalto e platina, separadas por camadas de rutênio. Essas estruturas foram depositadas em substratos de silício, formando um antiferromagneto sintético com estrutura de magnetização vertical.
Em seguida, foi aplicado o conceito de memória “pista de corrida”, onde os bits são dispostos ao longo dessa trilha como colares de pérolas. “A singularidade do sistema que desenvolvemos está na capacidade de controlar a espessura das camadas e, consequentemente, suas propriedades magnéticas. Isso torna possível adaptar o comportamento magnético do antiferromagneto sintético para armazenar não apenas bits individuais, mas sequências inteiras de bits na forma de uma direção de magnetização da parede do domínio dependente da profundidade”, explica Hellwig.
Os resultados da pesquisa de cientistas alemães abrem a perspectiva de criação de novos sensores magnetorresistivos e componentes spintrônicos. Além disso, tais nanoobjetos magnéticos complexos têm grande potencial para implementação em redes neurais, o que ajudaria a armazenar e processar informações como o cérebro humano. Os resultados do trabalho foram publicados na revista Advanced Electronic Materials.