Et nyt blødt magnetisk materiale kunne muliggøre hurtigere computerhukommelse

Magnetiske materialer er en vital ingrediens i de komponenter, der gemmer oplysninger i computere og mobiltelefoner. Nu, A*STAR-forskere har udviklet et materiale, der kan hjælpe disse magnetbaserede hukommelsesenheder med at lagre og hente data hurtigere, mens de bruger mindre strøm.

Hukommelsesenheder fungerer, når der påføres et lille magnetfelt på lagermediet for at justere magneter på atomniveau kendt som spins. Denne centrifugering, eller magnetisering, i et område af det magnetiske materiale kan repræsentere en 'bit' af information, som kan 'læses' igen ved hjælp af en magnet. Forskere forsøger at forbedre ydelsen af ​​magnetiske minder ved at reducere både den energi, der kræves for at ændre magnetiseringen og uønsket støj.

En tilgang er at bruge et magnetisk materiale med en egenskab kendt som negativ magnetokrystallinsk anisotropi. Det betyder, at der kræves mindre energi for at justere spinnene i en retning derefter en anden, og derfor er materialet generelt lettere at magnetisere og afmagnetisere. Denne lave koercivitet er nyttig, fordi dette såkaldte 'bløde' magnetiske materiale kan lede et magnetfelt ind på lagret, dermed sænkes feltintensiteten, der skal anvendes for at ændre det 'hårde' materiales magnetisering.

Tiejun Zhou og kolleger fra A*STAR Data Storage Institute fandt en måde at yderligere reducere coerciviteten af ​​et blødt materiale kaldet kobolt iridium ved at tilføje rhodium.

Holdet skabte deres magnetiske materiale med en teknik kendt som jævnstrømsmagnetronforstøvning. Kobolt, iridium og rhodium blev samtidigt skubbet ud fra separate faste kilder i et vakuumkammer og afsat på et siliciumsubstrat. Ved at ændre strømforsyningen til hver af kilderne, forskerne kunne kontrollere sammensætningen af ​​det endelige materiale, øge mængden af ​​rhodium på bekostning af iridium. Målinger af CoIr-Rh-filmens magnetiske egenskaber viste, at indførelsen af ​​dette rhodium reducerede koerciviteten og dæmpningskonstanten med mere end halvdelen af ​​den for umodificeret kobolt iridium.

"Når den bruges i en enhed, sådanne negative magnetokrystallinske anisotropimaterialer muliggør drift med højere frekvens ved lavere kørestrøm og oprettelse af et højere vekselstrømsmagnetfelt i planet for effektiv assisteret omskiftning, og højere stabilitet mod herreløse felter og temperatursvingninger, "forklarer Zhou. Teamet demonstrerede denne forbedrede ydeevne i en hukommelsesenhed kaldet en spin -torque -oscillator.

Resultaterne viser, at CoIr-Rh kunne hjælpe med at udvikle kommerciel lavenergimagnetisk lagring. "Ved at finjustere kompositionen, vi kan løbende forbedre egenskaberne af magnetiske materialer for at opfylde de kriterier, der kræves til applikationer på industrielt plan, "siger Zhou.