A sündisznó tüskéire emlékeztető, atomi méretű mágneses minták a mai eszközöknél masszívan nagyobb kapacitású merevlemezeket eredményezhetnének - derül ki egy új tanulmányból. A felfedezés segíthet az adatközpontoknak lépést tartani a videók és a felhőalapú adattárolás iránt exponenciálisan növekvő igényekkel.
A Science című folyóiratban megjelent tanulmányban az Ohiói Állami Egyetem kutatói mágneses mikroszkóp segítségével tették láthatóvá a mintákat, amelyek egy szokatlan mágneses anyag, a mangángermánid vékony rétegében alakultak ki.
A megszokott mágnesekkel, például a vassal ellentétben ebben az anyagban a mágnesesség spirálokat követ, hasonlóan a DNS szerkezetéhez.
Ez a mágneses minták új "állatfajtáihoz" vezet, olyan nevekkel, mint sünök, anti- sünök, skyrmionok és meronok, amelyek sokkal kisebbek lehetnek, mint a mai mágneses bitek. "Ezeket az új mágneses mintákat a következő generációs adattároláshoz lehetne használni. A merevlemezek tárolási sűrűsége közelít a határaihoz, ami azzal függ össze, hogy milyen kicsire lehet kicsinyíteni a mágneses biteket, amelyek lehetővé teszik a tárolást. Ez motivált minket arra, hogy új anyagok után kutassunk, amelyekkel talán sokkal kisebbé tehetjük a mágneses biteket" - mondta Jay Gupta, a tanulmány vezető szerzője, az egyetem fizikaprofesszora.
A mágneses minták láthatóvá tételéhez Gupta és csapata egy speciális hegyekkel módosított pásztázó alagútmikroszkópot használt a laboratóriumában. Ez a mikroszkóp atomi felbontású képeket készít a mágneses mintákról. Képeikből kiderült, hogy a minta bizonyos részein a mágnesesség a felszínen egy sün tüskéire emlékeztető mintázatba csavarodott. Ebben az esetben azonban a sün "teste" mindössze 10 nanométer széles, ami sokkal kisebb, mint a mai mágneses bitek (kb. 50 nanométer), és szinte lehetetlen láthatóvá tenni. Összehasonlításképpen, egyetlen emberi hajszál körülbelül 80 ezer nanométer vastag.
A kutatócsoport azt is megállapította, hogy a sünmintákat elektromos árammal el lehet tolni a felületen, vagy mágneses mezőkkel meg lehet fordítani. Ez előrevetíti a mágneses adatok olvasását és írását, potenciálisan a jelenleginél sokkal kevesebb energiával.
"Óriási potenciál rejlik ezekben a mágneses mintákban, hogy az adattárolás energiatakarékosabbá váljon. Még rengeteg alapvető tudományos munkát kell elvégeznünk ezeknek a mágneses mintázatoknak a megértése és az irányításuk javítása terén. De ez egy nagyon izgalmas lépés" - mondta Gupta, bár figyelmeztetett, hogy még további kutatásokra van szükség, mielőtt az anyagot be lehetne vetni egy adattárolóhelyen.
