جزر نانو كما تخزين البيانات؟

تكنولوجيا التخزين المغناطيسي للمستقبل المقدمة

في هذه الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد ، يتم تقديم نتائج البحث بشكل مبسط للغاية. ترمز الشرائح الخضراء والحمراء إلى الجزر النانوية ، والتي تتميز محاذاة مغناطيسية بها بالتلوين واتجاه السهم. يفرض تيار النفق الذي يتدفق من الطرف الأصفر لمجهر حفر الأنفاق المستقطبة الدوران ، المحاذاة المغناطيسية لجزر النانو في اتجاه معين. بواسطة الاختلاف المتزامن للجهد المطبق ، يمكن تبديل المغناطيسية بشكل انتقائي إلى حالات البت "0" و "1". © ستيفان كراوس / جامعة هامبورغ
قراءة بصوت عال

قدم علماء هامبورغ الآن عملية جديدة تمامًا للتخزين المغناطيسي للمعلومات الرقمية. إنه يستغني تمامًا عن المجالات المغناطيسية ، وبالتالي يتيح كثافة تخزين عالية للغاية ، وفقًا للباحثين في العدد الحالي من مجلة ساينس العلمية.

ولأول مرة على الإطلاق ، تمكن باحثو هامبورغ من تبديل مغنطة الجزر الصغيرة النانوية بطريقة مستهدفة وغير متلامسة من خلال استخدام التيارات الدورانية. يمكن أن يؤدي هذا البحث المبتكر إلى تطوير أنواع جديدة من محركات الأقراص الصلبة أقوى بعشرة آلاف مرة من الأنظمة الحالية.

عصر المعلومات اليوم يسبب كميات متزايدة من البيانات. يتم الآن تخزين ألبومات الصور ومقاطع الفيديو ومجموعات الموسيقى الكاملة على الهاتف المحمول ومشغلات الوسائط التي تناسب أي جيب. يتم تخزين المزيد والمزيد من البيانات في مساحة أصغر من أي وقت مضى. لكن هذا التصغير الثابت يتطلب تقنيات أكثر تطوراً ، إذا لم تكن ترغب في الوصول إلى حدودها المادية في مرحلة ما.

مثال جيد على ذلك هو القرص الصلب: لا يمكن تحقيق نمو في سعة القرص الثابت الذي ظل مستمرًا لعقود من الزمن إلا بفضل الزيادة المستمرة في كثافة التخزين وبالتالي تقليل حجم كل وحدة صغيرة ، وهي أصغر وحدة معلومات. في الأقراص الصلبة التقليدية ، تتحقق كتابة المعلومات حول الحقول المغناطيسية. ومع ذلك ، إذا أصبحت كثافة البيانات عالية جدًا ، يؤثر الحقل المغناطيسي أيضًا على البتات المجاورة عند كتابة بت واحد ، مما يؤدي حتماً إلى فقد البيانات.

كما ذكرت مجلة "العلوم" في عددها الحالي ، فإن باحثين من مجموعة "أساليب المسح الضوئي" في معهد الفيزياء التطبيقية بجامعة هامبورغ قد أدخلوا الآن طريقة جديدة لكتابة المعلومات التي تنتشر بشكل كامل مع الحقول المغناطيسية وتمكن في الوقت نفسه أعلى كثافة تخزين. عرض

تقنية النانو كمساعد

لهذا الغرض ، يتم استخدام أداة من التكنولوجيا النانوية - ما يسمى بمجهر حفر الأنفاق المستقطب الدوران ، والذي يمكن من خلاله استكشاف السطح المغناطيسي محليًا دون ملامسة باستخدام طرف مسبار معدني عن طريق تيار الأنفاق. تتيح هذه الطريقة دقة عالية للغاية تصل إلى تحديد الخواص المغناطيسية للذرات المفردة.

لأول مرة ، تمكن الباحثون بقيادة البروفيسور رولاند فيزاندينجر من رسم خريطة للحالات المغناطيسية ليس فقط ذريًا ، ولكن أيضًا تبديلها على وجه التحديد على مقياس النانومتر. قام العلماء بالتحقيق في أصغر جزر النانو ، والتي تتكون من مائة ذرة فقط. في حين أن التيارات المنخفضة في الأنفاق التي تحتوي على عدد قليل من الأمبيرات النانوية بين طرف المسبار والجزيرة ، حققت الجزر النانوية في التبديل الحراري ، مما يجعل الزيادة في التيار الكهربائي بمقدار ألف مرة تجعل من الممكن إجبار الجزر بنفس طرف التحقيق في اتجاه مغنطيسي معين. بواسطة الاختلاف المتزامن للجهد المطبق ، يمكن بعد ذلك تحويل المغنطة انتقائيًا إلى حالة البت "0" و "1".

في المستقبل المنظور ، يمكن أن يؤدي هذا "التبديل المغنطيسي الحالي للتيار" إلى تخزين وقراءة المعلومات إلى ذرات مغنطيسية فردية ويؤدي إلى تقنيات جديدة للقرص الصلب الثوري بكثافة تخزين تصل إلى عشرة آلاف مرة هي محركات الأقراص الصلبة اليوم.

(idw - مركز الكفاءة Nanoanalytics ، 14.09.2007 - DLO)