أقراص نانو لتخزين البيانات

قد تؤدي الحواف الخارجية المائلة على الأقراص المغناطيسية الصغيرة إلى حدوث طفرة في معالجة البيانات

تتيح الحواف المشطوفة أصغر دوامات مغناطيسية على الأقراص النانوية (قرص واحد يبلغ نصف قطره 150 نانومتر). © S. Münster / Art Cosmos
قراءة بصوت عال

قد تؤدي الحواف الخارجية المائلة على الأقراص المغناطيسية الصغيرة المنتجة في التجربة المختبرية إلى تحقيق تقدم كبير في معالجة البيانات ، وفقًا لمجلة "المواد الوظيفية المتقدمة".

"هذا يخلق هياكل لا يمكن الحصول عليها بطريقة أخرى" ، يشرح باحث المواد جيفري ماكورد من Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. وهكذا ، الدوامات المغناطيسية التي يبلغ قطرها ثلث الألف من شكل ملليمتر. يمكن أن يساعد ذلك في توفير كميات كبيرة من البيانات في المناطق الأصغر والأصغر والعمل بأقل قدر ممكن من الطاقة.

يؤدي المغناطيس في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة حول القرص

في الأقراص المصغرة للباحثين يرتبوا مغناطيسات صغيرة في الفقرات. المغناطيس الفردية يمكن أن تؤدي في اتجاه عقارب الساعة أو عكس عقارب الساعة حول القرص. يمكن استخدام هاتين الحالتين المختلفتين من خلال معالجة البيانات وكذلك في أجهزة الكمبيوتر التقليدية ، أو الدوائر "تعمل بالطاقة الكهربائية" أو "متوقفة". على عكس ذكريات الوصول العشوائي التقليدية ، ومع ذلك ، يمكن تبديل الدوامات المغناطيسية بخاصية تدور حولها الإلكترونات واستهلاك أقل للطاقة.

في المنطقة الخارجية من الدوامة ، تكون الجزيئات المغناطيسية لدائرتين متجاورتين متوازيتين مع بعضهما البعض ، بينما في منتصف القرص ، لا تكفي مساحة هذا الكذب الموازي. ومع ذلك ، نظرًا لأن أي ترتيب آخر قد يكلف الكثير من الطاقة ، فإن الجسيمات المغناطيسية الموجودة في منتصف مستوى القرص تدور للخارج ، وبالتالي يمكن أن تكون ذات كفاءة في استخدام الطاقة بجانب بعضها البعض.

الفقرات المغناطيسية تحتاج المسافة

وفقًا للباحثين ، لا يعمل هذا جيدًا إلا إذا كانت دوامات المغناطيس الفردية بعيدة عن بعضها البعض أو كبيرة نسبيًا. ومع ذلك ، يريد مصنعو الكمبيوتر والمستخدمون أصغر وحدات معالجة البيانات الممكنة ، والتي تكون فقراتها المغناطيسية صغيرة ومتقاربة معًا. ولكن بعد ذلك تؤثر الدوائر المغناطيسية على بعضها البعض ، لأن الأقراص الصغيرة تجذب بعضها البعض مغناطيسياً. للحصول على ذاكرة العمل التي ستكون بالكاد ظروف جيدة. عرض

الفقرات المغناطيسية هي أسهل لخلق مع حواف مائلة

لذلك ، لا يسمح جيفري مكورد وطالب الدكتوراه نوربرت مارتن للحواف الخارجية للأقراص المغناطيسية الصغيرة بالعمل بشكل عمودي على مستوى القرص ، ولكن بشكل غير مباشر. نتيجة لذلك ، يتم انحراف الجزيئات المغناطيسية الصغيرة قليلاً نحو المنحدر عند الحافة. يسمح هذا الاتجاه ، بدوره ، بإنشاء المجال المغناطيسي الناشئ بشكل عمودي على مستوى القرص بشكل مفضل في اتجاه الميل. لكن هذا يكلف طاقة أقل بكثير من الاتجاه العشوائي لهذا المجال المغناطيسي في القرص Au enkanten العمودي. لذلك ، الدوامات المغناطيسية تكون أسهل مع الحواف المائلة.

حبات زجاجية صغيرة على طبقة مغناطيسية رقيقة

ولتحقيق ذلك ، يدور مارتن كروية زجاجية صغيرة يبلغ قطرها 0.30 ألف من المليمتر - 300 نانومتر - على طبقة مغناطيسية رقيقة. في ظل ظروف معينة ، تكون كل هذه الكرات الزجاجية جنبًا إلى جنب ، وتشكل سداسيًا صغيرًا به فجوات صغيرة بينهما.

عندما يقوم العلماء بإطلاق أيونات الأرجون على هذه الطبقة ، فإن هذه المقذوفات الذرية والكهربائية ستخرج الجسيمات من خلال الفجوات بين الكرات الزجاجية من الطبقة المغناطيسية الأساسية. يعمل ترتيب الكرات الزجاجية كقالب: يتوقف القرص المغناطيسي تحت كل كرة زجاجية فردية ، في حين تختفي الطبقة المغناطيسية تحت الثغرات. ومع ذلك ، أثناء القصف ، تنفصل أيونات الأرجون أيضًا عن أجزاء من الكرات الزجاجية ، التي تصبح بذلك أصغر وأصغر وفي نهاية الإجراء يبلغ قطرها 260 نانومتر فقط بدلاً من 300.

أيونات الأرجون تصل إلى المناطق الداخلية

ونتيجة لذلك ، فإن أيونات الأرجون ، وفقًا للعلماء الذين يعيشون تحت الكرات الزجاجية ، تصل أيضًا إلى مناطق من الأقراص المغناطيسية التي تظهر للتو أسفلها. لأن القصف هناك يدوم لفترة أقصر وأقل المواد تنفصل. كما لو أنه في حد ذاته ، تنشأ الحافة المائلة المرغوبة. (المواد الوظيفية المتقدمة ، 2011 ؛ دوي: 10.1002 / adfm.201002140)

(مركز هيلمهولتز درسدن روسيندورف ، 11.03.2011 - DLO)