Плотнее, быстрее, лучше

 


Физики из университетов Бата, Бристоля и Лидса (Universities Bath, Bristol and Leeds) нашли способ, как контролировать картину распределения магнитных полей в тонких магнитных пленках. Открытие может быть использовано для создания магнитных носителей информации, что может иметь важные последствия для IT индустрии. Нынешние технологии хранения информации постепенно приближаются к фундаментальным пределам плотности записи, связанным непосредственно с размерами используемых магнитных частиц.

Разработка основана на применении высокоэнергетичных пучков ионов галлия для искусственного контроля направления намагниченности различных участков пленок кобальта, имеющих толщину всего нескольких атомных слоев.
Собственно, направление поля и используется для хранения цифровой информации: «0» и «1» соответствуют направлениям «вверх» и «вниз».

Исследователи продемонстрировали, что информация с этих намагниченных областей может быть считана путем измерения электрического сопротивления, что может быть выполнено значительно быстрее, чем это происходит в современных жестких дисках. Переключение направлений «вверх»/«вниз» можно осуществлять при помощи коротких импульсов тока. Таким образом, предложенный метод удовлетворяет всем условиям, необходимым для создания быстрых магнитных ячеек памяти.

Кроме того, устройство является энергонезависимым – при отключении питания не происходит потери данных.

Исследования предоставляют новый тип устройств хранения информации высокой плотности, в которых запись и чтение данных осуществляется посредством только электрических токов.

Другим решением проблемы быстрой энергонезависимой памяти является технология MRAM (magnetic random access memory, магнеторезистивная память с произвольным доступом). Принцип работы такой памяти основан на ячейках, в которых слой магнеторезистивного материала помещен между двумя слоями ферромагнетика. Таким образом, электрическое сопротивление ячейки зависит от ориентации магнитных моментов ферромагнитных слоев, что позволяет задавать «0» и «1». MRAM также является энергонезависимой, т.к. изменить направление намагниченности ячейки можно только при помощи внешнего воздействия. Запись в такие ячейки производится при помощи магнитных полей, создаваемых большими электрическими токами, т.е. плотность записи существенно лимитируется размерами считывающих МОП-транзисторов и подводящих цепей. Также на производительности MRAM-памяти сказывается величина магнеторезистивного эффекта (а обычно она мала) и неоднородность электрических свойств ячеек (правда, постоянно совершенствующийся техпроцесс, быть может, сможет решить эту проблему). Технология MRAM в настоящий момент активно развивается, а микросхемы уже поступили в продажу.

Метод, разработанный исследователями из Бата, Бристоля и Лидса и описанный выше, может быть лишен недостатков MRAM и использован для производства быстрых элементов памяти высокой плотности.

Работа была опубликована в Physical Review Letters и называется «Angular Dependence of Domain Wall Resistivity in Artificial Magnetic Domain Structures».

Нанотехнологическое сообщество