|  | 5 декабря 2016 | Новости науки и техники

Суперрешетка из одноатомных магнитов - устройство хранения информации с максимально возможной плотностью

Суперрешетка одноатомных магнитов


Ученые из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) создали опытный образец так называемой суперрешетки, матрицы одноатомных магнитов, упорядоченных с высокой точностью на поверхности графенового основания. Эта суперрешетка может стать основой нового типа устройств хранения информации, плотность которых приближается к теоретическому максимальному пределу и составляет не менее 115 терабит на квадратный дюйм.

Для получения возможности использования одноатомных магнитов ученые прибегли к некоторым уловкам для того, чтобы гарантировать стабильность этих магнитов и исключить возможность их взаимного влияния, которое может повлечь за собой потерю хранимой информации. В качестве магнитов ученые, возглавляемые профессором Харальдом Бруне (Harald Brune), использовали атомы диспрозия (dysprosium), которые были помещены на поверхность основания из иридия, покрытого слоем графена.

Стабильность магнитных свойств атомов диспрозия обеспечивалась несоответствием строения кристаллической решетки графена и иридия наряду с несоответствием магнитных свойств этих материалов. Кроме этого, сотовидная структура графена стала своего рода "лесами" решетки, в узлах которой на равномерном удалении друг от друга расположились одноатомные магниты.

Атомы диспрозия были осаждены на поверхность подложки при температуре в 40 градусов Кельвина. При такой температуре собственное тепловое движение этих атомов вынудило их самостоятельно разместиться в центре шестигранной ячейки графена. Равномерность и периодичность кристаллической структуры графена обусловила то, что расстояние между любыми соседними атомами диспрозия было равно 2.5 нанометрам.

После формирования суперрешетки из атомов диспрозия ученые исследовали несколько методов, при помощи которых можно управлять и контролировать состояние этих крошечных магнитов, включая контроль рассеивания электронов и фононов на поверхности, квантовое туннелирование и т.п. Графен, окружающий атомы диспрозия, выступает в роли барьера, защищающего эти атомы и их магнитное состояние от рассеивания свободными электронами и фононами. Кроме этого, атомы диспрозия могут находиться лишь в нескольких фиксированных магнитных состояниях, это, в свою очередь, не позволяет атомам терять это состояние за счет эффекта туннелирования, увеличивает стабильность одноатомных магнитов и суперрешетки в целом.

Проведенные исследования показали, что одноатомные магниты обладают достаточно большим гистерезисом, который превышает гистерезис лучших молекулярных магнитов на основе все тех же ионов диспрозия. Свою роль в этом деле играет наличие каждого из элементов основания, графена и иридия, удаление любого из этих элементов крайне отрицательно сказывается на стабильности решетки.

Одним из недостатков созданной учеными суперрешетки является то, что ее стабильность резко падает при повышении температуры. Ученые в скором времени планируют решить эту проблему при помощи использования графена, выращенного на специальной тепло- и электроизолирующей подложке. И в случае удачи данного мероприятия ученые смогут начать разработку первых практических устройств хранения информации на базе суперрешетки одноатомных магнитов.




Ключевые слова:
Решетка, Магнит, Атом, Диспрозий, Иридий, Графен, Устройство, Хранение, Информация, Плотность

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученым удалось создать графеновый "искусственный атом"
  • Новый магнитный материал позволит сделать менее дорогими электрические авто ...
  • Ученые получили новую форму графена, обладающую магнитными свойствами.
  • Ученые обнаружили новый вид "суператомов", обладающий сильным магнитным п ...
  • Чип, на основе наноточечных магнитов, может хранить информацию крупной библ ...




  • 5 декабря 2016 14:23
    #1 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 773
    Похоже эти ребята выжмут максимум из способа хранения информации намагниченностью, но пора пора переключаться на новые способы хранения 0 и 1 или чего нибудь по разнообразней: спектра - разбиение спектра...гонка в технологии кто на больше диапазонов (и уже) разобьёт спектр видимого света...каждый кусочек как язык который стал богаче, после 0 - "нет" и 1 - "да".

    п.с. сори, расфантазировался =)


    --------------------
        
    5 декабря 2016 15:58
    #2 Написал: Bond013

    Публикаций: 0
    Комментариев: 246
    А мне кажется что в будущем енергонезависимые устройства хранения будут на основе ферро, (или спинтронные), а оперативка - фотонные, что-то типа давно забытых линий задержки.
        
    6 декабря 2016 13:11
    #3 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3785
    Цитата: Bond013
    на основе ферро

    Загляните в свой комп и посмотрите на винт, там уже это давно используется.


    --------------------
        
    8 декабря 2016 22:19
    #4 Написал: dymbo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 20
    Хотелось бы, всё-таки, поподробней про "головки" такого "жёсткого диска" узнать – чем это всё дело реально(!) можно "читать / писать"?
        
    9 декабря 2016 11:12
    #5 Написал: Bond013

    Публикаций: 0
    Комментариев: 246
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Цитата: Bond013
    на основе ферро
    Загляните в свой комп и посмотрите на винт, там уже это давно используется.


    Я имел ввиду нечто другое. В современных ШДД какой принцип - "двумерный" носитель, локальная намагниченность при минимуме взаимовлияния, подвижный датчик считывания-записи. Думается мне что исследования следует вести в направлении использования "объёмности" материала, максимально использовать взаимовлияние намагниченности (управление спинами), использование нескольких неподвижных датчиков считывания-записи. Получится такое-себе спинтронное устройство, хотя подобные исследования вроде-бы ведутся. Только как-то вяло. Или наоборот - очень интенсивно, но "тихо", тсссс, перспектива, а где она есть там всюду торчат большие бабки и короткие стрижки вояк.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.