Ovladatelné magnetické nanovíry jako budoucnost počítačových pamětí?

4.11.2013 Česká pozice Martin Rychlík

„Paměťová buňka tvořená magnetickým vortexem může uchovávat dvojnásobek toho, co současné paměti,“ říká vědec Michal Urbánek.

Málokdo ví, že víry neboli vortexy se nevyskytují jen na moři či v podobě tornád, ale i v pevných materiálech, byť mají kupříkladu u nanomagnetů malilinkaté rozměry. Vědci Vojtěch Uhlíř a Michal Urbánek z centra CEITEC / Vysokého učení technického v Brně se spolu s kolegy z Kalifornie zabývají možnostmi, jak takové magnetické nanovíry „ovládnout“. Výsledky jejich výzkumu publikoval v květnu odborný časopis Nature Nanotechnology z rodiny prestižních titulů Nature, jenž má enormně vysoký impakt faktor (31,170).

„Možnost kontroly vortexových stavů je v současnosti ,žhavým tématem‘ jak z hlediska základního výzkumu, tak i z hlediska aplikací. Jednou z nich jsou počítačové paměti, v nichž paměťová buňka tvořená jedním magnetickým vortexem může uchovávat dva bity, což je dvojnásobek toho, co umožňují současné paměti,“ řekl ČESKÉ POZICI jeden z autorů Michal Urbánek, jenž v Brně připravoval vzorky nanodisků, které pak byly měřeny na synchrotronu Advanced Light Source (ALS) v Berkeley.

V dostatečně malinkých magnetických discích vzniknou vortexy, jež mají čtyři základní stavy: první dva určuje takzvaná polarita jádra, směřujícího nahoru nebo dolů, druhé dva jsou určeny takzvanou cirkulací, tedy směrem stáčení magnetického pole v rovině disku (po směru nebo proti směru hodinových ručiček). Předchozí výzkumy se snažily hlavně přepínat polaritu jádra, ale čeští vědci se zaměřili na kontrolu cirkulace, tedy směr stáčení.

Jak přepínat nanovíry
„Podařilo se nám experimentálně prokázat, že cirkulaci magnetizace v nanodiscích je možné efektivně kontrolovat za pomoci mírného ztenčení na jedné straně disku, a že ji lze přepínat velmi rychle, za dobu v řádu jednotek nanosekund,“ říká doktor Urbánek, podle nějž si lze magnetický „nanovír“ oproti běžně známému vodnímu víru představit jako statické a zmražené vektorové pole – ve tvaru víru. Kontrolovat směr stáčení – z jedné strany na druhou – se podařilo pomocí magnetických pulzů.

Na výzkumu spolupracovalo několik institucí. Vedle Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně (odkud Uhlíř a Urbánek pocházejí) i University of California, San Diego (kde je Uhlíř na postdoktorské stáži), a také vědci z Lawrence Berkeley National Laboratory.

Celý článek naleznete zde.