Nuovi progressi per la scrittura magnetica.

Fonte: Cordis

I file per computer che usiamo tutti i giorni per lavoro o per piacere non sono nient'altro che flussi di dati digitali fatti di una sequenza di zero e uno. Questi zero e questi uno si trovano su un sottile strato magnetico dell'hard disk di un computer, dove i campi magnetici che puntano verso l'alto rappresentano un uno e i campi magnetici che puntano verso il basso rappresentano uno zero. Le dimensioni di questi campi magnetici adesso hanno raggiunto un paio di decine di nanometri, il che significa che possiamo comprimere un terabyte di dati nello spazio di appena quattro centimetri quadrati. Anche se può sembrare eccezionale, questa "miniaturizzazione" causa numerosi problemi a fisici e ingegneri. Il settore dell'informatica in rapido avanzamento e in continua espansione adesso esige che ognuna di queste informazioni sia scritta in questi piccolissimi bit magnetici una alla volta e nel modo più veloce possibile e più efficiente dal punto di vista energetico. Un aiuto potrebbe venire nella forma di un nuovo metodo di scrittura magnetica dei dati, come quello sviluppato da un team di scienziati finanziati dall'UE provenienti da Spagna e Francia. In un articolo pubblicato sulla rivista Nature, il team spiega come il loro metodo potrebbe aiutare a risolvere questi problemi e a soddisfare le esigenze di un mercato in evoluzione. Lo studio ha ricevuto un contributo iniziale del Consiglio europeo della ricerca (CER) del valore di circa 1,5 milioni di euro attraverso il progetto NOMAD ("Nanoscale magnetization dynamics"), finanziato nell'ambito del tema "Idee" del Settimo programma quadro (7? PQ). Il metodo attuale, che usa i campi magnetici prodotti da fili e bobine, ha gravi limiti di scalabilità e di efficienza energetica. La nuova tecnica del team elimina il bisogno di ingombranti campi magnetici e permette una scrittura estremamente semplice e reversibile di elementi di memoria, iniettando una corrente elettrica parallela al piano di un bit magnetico. La chiave di questo effetto sta nel creare interfaccia asimmetriche sopra e sotto lo strato magnetico, inducendo così un campo magnetico in tutto il materiale, in questo caso una pellicola di cobalto di meno di un nanometro di spessore sistemata tra il platino e l'ossido di alluminio. A causa dei sottili effetti relativistici, gli elettroni che attraversano lo strato magnetico vedono efficacemente il campo magnetico del materiale come un campo magnetico, il che a sua volta influenza la loro magnetizzazione. A seconda dell'intensità della corrente e della direzione della magnetizzazione, si può indurre un campo magnetico efficiente intrinseco al materiale che sia abbastanza forte da invertire la magnetizzazione. La ricerca ha implicazioni per lo sviluppo di memorie magnetiche ad accesso casuale, o "MRAM". Se queste MRAM sostituissero le RAM standard, che devono essere aggiornate ogni pochi millisecondi, significherebbe che un computer potrebbe essere acceso istantaneamente e si otterrebbe un sostanziale risparmio di energia. Nello studio il team dimostra che questo metodo funziona in modo affidabile a temperatura ambiente. Un altro vantaggio di questa scoperta è che la scrittura magnetica indotta dalla corrente è più efficiente in strati magnetici "duri" che in quelli "morbidi". Questo è in qualche modo sorprendente, visto che i materiali magnetici morbidi sono per definizione più facili da cambiare usando campi magnetici esterni; è comunque molto utile visto che i magneti duri possono essere miniaturizzati a dimensioni nell'ordine dei nanometri senza perdere le loro proprietà magnetiche. Questo permetterebbe di aumentare la densità di memorizzazoine delle informazioni senza compromettere la capacità di scriverle. Il fine generale del progetto NOMAD, che continuerà fino al 2013, consiste nello sviluppare metodi all'avanguardia per controllare le proprietà magnetodinamiche degli elementi molecolari e metallici di dimensioni dell'ordine dei nanometri.
Per maggiori informazioni, visitare: Institut Català de Nanotecnologia: http://www.nanocat.org/#
Categoria: Risultati dei progettiFonte: Institut Català de Nanotecnologia:Documenti di Riferimento: Mihai Miron, I. et al. (2011) Perpendicular switching of a single ferromagnetic layer induced by in-plane current injection. Nature. DOI: 10.1038/nature10309.Acronimi dei Programmi: MS-FR C, MS-E C, FP7, FP7-IDEAS, FUTURE RESEARCH-->Codici di Classificazione per Materia: Coordinamento, cooperazione; Innovazione, trasferimento di tecnologie; Nanotecnologia e nanoscienze; Ricerca scientifica
RCN: 33690