عازلة كذاكرة؟

الخواص المغناطيسية المدروسة من غير الموصلات على المستوى الذري

مبدأ الفحص المجهري لقوة التبادل المغناطيسي: يقوم طرف حاد ذريًا بمسح المحاذاة المغناطيسية للذرات الفردية على سطح أكسيد النيكل. يظهر المربع الموجود على اليمين الهيكل المغناطيسي لأكسيد النيكل بدقة ذرية. حجم الصورة هو 1x1 نانومتر. © SPM group of Prof. R. Wiesendanger، University of Hamburg
قراءة بصوت عال

سواء على الأقراص الصلبة أو في الهاتف أو في التكنولوجيا الطبية - غالبًا ما تستخدم الوسائط المغناطيسية لتخزين البيانات. لتعزيز التصغير ، كان العلماء يبحثون في المعلومات المغناطيسية للذرات الفردية لعدة سنوات. ومع ذلك ، نجحت حتى الآن فقط في المواد الموصلة كهربائيا. الآن عالِم ألماني في مجلة "نيتشر" يقدم تقريراً لأول مرة عن طريقة لتحديد الخواص المغناطيسية لذرات أكسيد النيكل غير الموصلة. قد يكون هذا مهمًا جدًا لتصميم وسائط التخزين المستقبلية.

أصبحت التطبيقات القائمة على المغناطيسية لا غنى عنها في عالم اليوم. تشكل المغناطيسية الأساس الذي لا غنى عنه لأجهزة الاستشعار في السيارة ، وأقراص الكمبيوتر الصلبة لتخزين البيانات ، والهاتف والتلفزيون والرنين المغناطيسي في الطب. تُعد تكنولوجيا معالجة المعلومات وتخزين البيانات بمثابة القوى المحركة لأبحاث المغناطيسية الحالية ، لأن التطور السريع لتكنولوجيا الكمبيوتر في السنوات الأخيرة يستدعي وجود وسائط تخزين ذات سعة بيانات أعلى من أي وقت مضى.

التصغير الضروري

لتخزين مزيد من المعلومات في نفس المساحة أو حتى في مساحة أصغر ، يجب أن تصبح العناصر المغناطيسية في وسائط التخزين أصغر وأصغر حتى تصبح كبيرة الحجم. لهذا السبب ، أصبحت دراسة الخواص المغناطيسية للذرات المفردة لتكنولوجيا تخزين البيانات المغناطيسية مثيرة للاهتمام بشكل متزايد ، لأنه إذا كان يمكن أن تطور قرصًا يمكن تخزين المعلومات الرقمية عليه شيئًا فشيئًا في ذرات مفردة متجاورة ، فسيكون من الممكن ، والأدب كله للإنسانية لأرشفة على حجم الطوابع.

في عام 2000 ، كان العلماء في هامبورغ قادرين على قراءة المعلومات المغناطيسية للذرات الفردية لأول مرة بمساعدة مجهر المسح النفقي المستقطب الدوران. هذه الطريقة هي خطوة كبيرة في دراسة المغناطيسية ، ولكن لها عيوب محددة: يمكن للمجهر المدقع النفقي المسحوق بالموجات المتقطعة أن يدرس فقط المواد الموصلة كهربائياً ؛ لم يتم بعد التحقيق في مقياس ذري بالعديد من المواد غير الموصلة ولكن مع ذلك. يبدو أن المواد المغناطيسية غير الموصلة مهمة جدًا لبناء وسائط التخزين المستقبلية.

غير موصل يظهر لأول مرة

كما ذكرت مجلة "الطبيعة" هذا الأسبوع ، فيزيائي الدراسات العليا أوي كايزر ، د. ألكساندر شوارز والبروفيسور رولاند فيزاندينجر من جامعة هامبورغ لأول مرة في جميع أنحاء العالم لحل هذه المشكلة وتحديد الخواص المغناطيسية لذرات أكسيد النيكل الفردية. لقد استخدموا مجهرًا للقوة الذرية مطورًا ذاتيًا بطرف مغناطيسي: مجهر قوة التبادل المغناطيسي يمكن بواسطته فحص المغناطيسات الحديدية أو المغناطيسية أو الذرات المغناطيسية المفردة أو الجزيئات المغناطيسية بواسطة ذرة ، وذلك بشكل مستقل عن قابليتها للتوصيل. يمكن. عرض

فكرة المجهر قوة التبادل المغناطيسي موجودة منذ بداية التسعينات. ومع ذلك ، فإن المقاييس الحديثة أصبحت الآن قادرة على قياس التفاعلات المغناطيسية المنخفضة بشكل لا يصدق بين الذرات الفردية. حتى الآن ، يوجد عدد قليل جدًا من مجاهر القوة الذرية في العالم مصممة جيدًا وتعمل في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -270 درجة مئوية لتحقيق الاستقرار الضروري والقرار وحساسية القوة ، مثل: حيث يبحث العلماء هامبورغ.

خلقت تقنية القياس عالية الدقة والحساسة للمغناطيس هذا الأساس لمواصلة تطوير المكونات في تكنولوجيا تخزين البيانات وأجهزة الاستشعار على مقياس النانومتر ، والذي يفتح العديد من الاحتمالات الجديدة للتطبيقات المتعلقة بالصناعة. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى عدد من التطورات الفعالة لتشغيل مجهر قوة التبادل المغناطيسي بنجاح على مجاهر القوة الذرية المتاحة تجاريا.

(idw - مركز الكفاءة Nanoanalytics ، 30.03.2007 - AHE)