حافظه گرداب مغناطیسی با نانونقطه‌های مغناطیسی

پژوهشگران با استفاده از حالت گردابی نانونقطه‌های مغناطیسی نوع جدیدی از حافظه‌های
ماندگار طراحی کردند که می‌تواند سرعت و چگالی حافظه‌های دسترسی تصادفی (RAM)
ماندگار نسل جدید را افزایش دهد. دراین طرح جدید از توانایی گرداب‌های مغناطیسی در
ذخیره‌سازی اطلاعات دودویی به‌صورت قطبش مثبت یا منفی هسته گرداب استفاده می‌شود.
این قطبش با تغییر فرکانس چرخش هسته گرداب نانونقطه‌ها به سادگی قابل کنترل است.

این فناوری جدید که “حافظه گرداب مغناطیسی کنترل شده با فرکانس” نام دارد
توسط گروهی از پژوهشگران به رهبری پیژه آو از فرانسه، آلمان و آمریکا توسعه
یافت.

به گفته این پژوهشگران، ایده استفاده از نانواشیاء مغناطیسی جهت ذخیره سازی
اطلاعات دودویی در RAM‌های مغناطیسی قبلاً مورد بررسی قرار گرفته است، ولی
یافتن مکانیزیمی که بتواند مغناطیس‌پذیری درون نانواشیاء منفرد را وارون
نماید، مشکل بوده است. اکنون این پژوهشگران توانسته‌اند با استفاده از پالس‌های
ریزموج و میدان مغناطیسی ایستا عمل وارون‌سازی را انجام دهند. در این طرح،
فرکانس‌های بزرگ و کوچک هسته چرخان به ترتیب با قطبش مثبت و منفی هسته
مرتبط می‌گردند. در یک قطبش مثبت هسته، میدان مغناطیسی اعمالی به صورت
موازی با هسته قرار دارد، درحالیکه، در یک قطبش منفی هسته، میدان مغناطیسی
به‌صورت پادموازی با هسته قرار می‌گیرد. از یک میکروسکوپ نیروی تشدید
مغناطیسی (MRFM) بسیار حساس جهت آدرس‌دهی فرکانس تشدیدی چرخش‌های هسته
گرداب نانونقطه‌های مغناطیسی استفاده می‌شود و به پژوهشگران اجازه داده می‌شود
تا حالت‌های قطبشی نانونقطه‌ها را کنترل نمایند.

طرح حافظه‌ای این پژوهشگران از آرایه‌ای از نانونقطه‌های مغناطیسی و یک
آهنربای الکتریکی تشکیل شده است.

برای خواندن حالت قطبشی نانونقطه، از یک میدان مغناطیسی ضعیف ریزموج جهت
خواندن فرکانس هسته چرخان استفاده می‌شود.

با افزایش قدرت میدان مغناطیس ریزموج اعمال شده می‌توان قطبش مربوط به هسته
نانونقطه را تعویض کرده و از این طریق داده نگاری نمود. به محض وارون شدن،
قطبش هسته از تشدید با پالس نگارنده خارج می‌گردد و دیگر قابل تغییر نخواهد
بود مگراینکه فرکانس پالس تغییر یابد.

این محققان در مرحله بعد تلاش خواهند کرد که حافظه مغناطیسی کنترل شده با
فرکانس جدید خود را با چندین روش از جمله مرتب کردن این نقاط در یک آرایه
مربعی منظم و افزایش نسبت طول به عرض این نقاط، بهبود دهند.

نتایج این تحقیق در مجله‌ی Applied Physics Letters منتشر شده است.