Нова технологія управління наночастинками дозволить скоротити розміри пристроїв магнітного зберігання даних
Міжнародна група вчених, очолювана вченими з університету Барселони (Universitat Autonoma de Barcelona) та інституту нанотехнологій, Катала (Institut Catala de Nanociencia i Nanotecnologia), Іспанія, домоглася значного прогресу в реалізації технологій маніпуляції магнітними нанчастицами певного виду. В майбутньому ця технологія, реалізована на практичному рівні, може послужити основою для створення малогабаритних пристроїв магнітного зберігання цифрових даних, призначених для використання в портативних електронних пристроях.
Виробляючи свої експерименти з наночастинками, вчені зосередилися на отримання стійкого ефекту так званого антиферомагнітного зчеплення (antiferromagnetic coupling, AMF) при використанні наночасток, розмірами до 10 нанометрів. AMF - це явище магнітного характеру, яке має важливе значення для магнітних систем запису, читання і зберігання цифрової інформації, таких як жорсткі диски і пристрої магніторезистивної пам'яті MRAM. Це явище визначає ефект зміни магнітної полярності в матеріалі, має багатошарову структуру або складається з безлічі окремих частинок.
Виявилося, що для того, щоб ефект AMF почав проявлятися стійко на нанорозмірному рівні, на рівні, який необхідно знати для високоякісного зберігання даних, потрібно використання наночастинок певного виду. Як з'ясували вчені, ці наночастинки мають бути не монолітними частинками, що складаються з одного матеріалу, ці частинки повинні мати ядро з одного певного матеріалу, оточене шаром з іншого матеріалу, металу.
Шляхом експериментів вчені з'ясували, що найкращі магнітні властивості проявляються у наночастинок, що мають ядро з окису заліза, покрите шаром оксиду марганцю. Використовуючи комбінацію впливу температурою і зовнішнім магнітним полем, вчені домоглися реалізації стабільного управління магнітними властивостями цих біметалічних наночастинок без необхідності зміни їх внутрішньої структури.
На жаль, дані дослідження знаходяться на самому ранньому етапі і ще не можна навіть судити про те, яких значень показника щільності зберігання інформації можна буде отримати, використовуючи ці наночастинки в якості елементів, здатних зберігати один біт інформації. Крім галузі магнітного запису інформації, досягнення іспанських вчених можуть принести практичну користь і в багатьох інших областях, починаючи від технологій лікування онкологічних захворювань і закінчуючи очищенням розливів нафти і нафтопродуктів при аваріях танкерів або морських нафтовидобувних платформ.
"Нам вдалося відтворити вигляд магнітного поведінки, який до цього був абсолютно непритаманний наночастинками та іншим об'єктам наномасштаба. Це, в свою чергу, відкриває шлях до мініатюризації пристроїв зберігання інформації до таких меж, які раніше здавалися просто недосяжними. Крім того, високий рівень контролю магнітних властивостей наночастинок дозволить реалізувати інші складні магнітні технології, такі, як використання магнітного спина, магнітне кодування і багаторівневий запис, що дозволяє зберігати в межах одного магнітного домена більше одного біта інформації" - розповів професор Джозеп Ногуес (Josep Nogues), вчений з інституту ICREA, який брав участь в даних дослідженнях.