پژوهشگران امریکایی موفق شدند مگنتهای مغناطیسی بسیار کوچکی بهشکل تخم مرغ بسازند که رفتار متفاوتی از دیگر مواد مغناطیسی دارند. آنها نشان دادند که از این مگنتها میتوان در توسعه حافظههای RAM کمک بگیرند.
استفاده از نانومگنتها در توسعه حافظههای کامپیوتری
پژوهشگران امریکایی موفق شدند مگنتهای مغناطیسی بسیار کوچکی به شکل تخم مرغ بسازند که رفتار متفاوتی از دیگر مواد مغناطیسی دارند. آنها نشان دادند که از این مگنتها میتوان در توسعه حافظههای RAM کمک بگیرند.
پژوهشگران موسسه ملی استاندارد آمریکا (NIST) با استفاده از لیتوگرافی پرتو الکترونی موفق شدند که هزاران مگنت از جنس آهن- نیکل به ابعاد ۲۰۰ نانومتر تهیه کنند. هر یک از این مگنتها دارای شکل بیضوی هستند. محققان برخی از این مگنتها را بهشکل تخم مرغ در آوردهاند بهطوری که نوک آنها تا حدی تیز باشد. هدف آنها از تولید چنین ساختارهایی این است که بتوانند از توسعه سیستمهای ذخیره اطلاعات حمایت کنند.
نتایج نشان داد که کوچکترین کج شدگی در شکل مگنتها میتواند تاثیر شگرفی روی خواص مغناطیسی مگنتها بگذارد. آنها با استفاده از پیمایش مغناطیسها بهوسیله لیزر و آنالیز اتفاقاتی که روی اسپین الکترونها میافتد به این مهم پی ببردند-اسپین یک ویژگی کوانتومی است که مسئول جهتگیری مغناطیسی مگنتها است- تغییر در جهتگیری اسپین میتواند از طریق امواجی در فرکانسهای مختلف گسترش یابد. با افزایش تخم مرغی شکل شدن مگنتها، الگوهای موجی آنها و فرکانسهای مربوطه پیچیدهتر میشوند ( درست شبیه پرت کردن یک سنگریزه نا متقارن).
برای تایید اثرات مغناطیسی محلی، محققان دست به شبیهسازی زدند. آنها برای این کار از چارچوب میکرومغناطیسی جهتدار (OOMMF) استفاده کردند. همانطور که در تصویر دیده میشود، بخشهای کم رنگتر دارای سیگنالهای فرکانسی قویتر هستند.
اثرات تخم مرغی، رفتار عجیب مشاهده شده در آرایههای نانومغناطیسی را توضیح میدهد که ممکن است در حین فرآیند لیتوگرافی بهصورت شکلهای ناکامل بوجود آمده باشند. چنین انحرافاتی میتواند روی سوئیچ ادوات مغناطیسی تاثیر گذار باشد. نتایج مطالعات تخم مرغی میتواند در توسعه حافظههای RAM که بر پایه برهمکنش میان اسپین و سطح مغناطیسی است، مفید باشد. حافظههای RAM اسپینی، یکی از گزینههای مناسب برای حافظههای نسل بعد است که میتواند بدون کاهش نیروی پردازشگر و با ذخیره دائمی اطلاعات روی ادوات بسیار کوچک، امکان دسترسی سریع به اطلاعات را فراهم کند. مگنتهای تخم مرغی شکل، الگوی فرکانس متقارن را که در ساختارهای بیضوی یافت میشود، را شکسته و فرصت جدیدی برای کنترل دلخواه فرآیند سوئیچ کردن بوجود میآورد.
به اعتقاد تان سیلوا، فیزیکدان موسسه NIST، الگودهی دلخواه ساختارهای تخم مرغی شکل در حافظههای RAM اسپینی میتواند فرآیند سوئیچ کردن را قابل اعتمادتر کند. این تحقیق میتواند بازار جدیدی برای توسعه محصولات ایجاد کند.