Magnetisk hvirvelhukommelse viser nanodots hukommelsespotentiale

(PhysOrg.com) - Brug af magnetiske nanodotter i vortex -tilstand, forskere har designet en ny form for ikke-flygtig hukommelse, der kan tilbyde øget hastighed og tæthed for næste generations ikke-flygtige random access-minder (RAM). Det nye design drager fordel af magnetiske hvirvelers evne til at lagre binær information som positive eller negative kernepolariteter, som kan styres ved ganske enkelt at ændre frekvensen af ​​nanodots roterende vortexkerner.

Den nye teknik, kaldet frekvensstyret magnetisk hvirvelhukommelse, blev udviklet af et team af forskere, B. Pigeau, et al., fra Frankrig, Tyskland, og USA. Deres undersøgelse er offentliggjort i en nylig udgave af Anvendt fysik bogstaver .

Som forskerne forklarer, konceptet om at bruge magnetiske nano-objekter til at gemme binær information til magnetisk RAM er tidligere blevet undersøgt, men det har været svært at finde en mekanisme til at vende magnetiseringen inde i enkelte nano-objekter. Her, forskerne opnår denne vending ved at bruge mikrobølgeimpulser i kombination med et statisk magnetfelt. I denne ordning, store og små roterende kernefrekvenser er forbundet med positive og negative kernepolariteter, henholdsvis. I en positiv kernepolaritet, kernen er parallel med det påførte magnetfelt, mens den er i en negativ kernepolaritet, kernen er antiparallel i forhold til det påførte magnetfelt. Et ekstremt følsomt magnetisk resonans kraftmikroskop (MRFM) bruges til at adressere resonansfrekvensen af ​​magnetiske nanodots virvelkernerotationer, tillader forskerne at kontrollere polaritetstilstandene for individuelle nanodotter.

Forskernes hukommelsesdesign består af en række magnetiske nanodotter og en elektromagnet, der genererer et statisk magnetfelt vinkelret på rækken af ​​prikker. MRFM's lille (800-nanometer-diameter) magnetiske sonde kan scanne nanodotterne med en mikrometer og lokalt kontrollere dette magnetfelt.

For at læse kernepolaritetstilstanden for en nanodot, et svagt mikrobølge magnetfelt bruges til at aflæse den roterende kernefrekvens med sonden. Som forskerne forklarer, det mikrobølge magnetfelt, der bruges til at aflæse polaritetstilstanden, skal være svagt nok, så kernepolariteten ikke vendes under læsesekvensen.

Ved at øge styrken af ​​dette anvendte mikrobølge magnetfelt, det er muligt at vende nanodottens kernepolaritet, derfor at skrive data. Når den er vendt, kernepolariteten er ude af resonans med skrivepulsen, så den ikke kan skiftes tilbage, medmindre pulsens frekvens ændres. Forskerne demonstrerede denne skriveteknik hundredvis af gange uden fejl, og uden at påvirke tilstødende nanodotter.

“Denne dynamiske reverseringsmekanisme er af grundlæggende interesse, men har også potentiel anvendelse inden for informationsteknologi, med vortex -kernepolariteten, der koder for den binære information, ”Medforfatter Grégoire de Loubens, fra Commissariat à l'Énergie Atomique de Saclay i Gif-sur-Yvette, Frankrig, fortalt PhysOrg.com .

"Ialt, vores frekvensstyrede magnetiske vortex-hukommelsesprototype har to hovedfordele, " han sagde. “På grund af frekvensdiskriminering tilladt af et lille vinkelret bias -felt, der er ingen grund til at styre den cirkulære polarisering af mikrobølgefeltet og præcist at skrive skrivepulsen, da den skal være i nulfelt. Også, deterministisk og lokal adressering i et stort udvalg af hukommelsesceller opnås let ved hjælp af MRFM-sondens vildfelt, der kan scannes sideværts. ”

Forskerne planlægger at forbedre den nye frekvensstyrede magnetiske hukommelse på flere måder, f.eks. ved at arrangere prikkerne i en almindelig firkantet matrix og øge punktformatforholdet. De overvejer også at udskifte MRFM, som indeholder bevægelige dele, med lokale elektriske detektorer til aflæsningsprocessen. Ud over, de håber at undersøge stabling af prikker med forskellige formatforhold (og forskellige resonansfrekvenser) oven på hinanden for at oprette en multiregister -hukommelse.

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omfordelt helt eller delvist uden udtrykkelig skriftlig tilladelse fra PhysOrg.com.