Навязчивая идея магнитных хранилищ данных

Навязчивая идея магнитных хранилищ данных

Магнитные материалы рассматриваются опорным потенциалом современных цифровых технологий. Именно благодаря магнитным материалам, стала возможной функция сохранения информации на жестких дисках. Технология продолжает совершенствоваться. Очередной шаг в этом направлении сделали специалисты университета Вашингтона.

Научным мужам удалось закодировать информацию, используя магнитные материалы, составленные единичными слоями атомов по толщине. Этот путь к совершенству обещает, в частности, развитие технологий облачных вычислений. Конечно же, бытовая электроника тоже не останется без совершенства. Обещаются сохранения данных при более высокой плотности и повышение энергетической эффективности.

Подробности технологического прорыва

Результаты исследования опубликованы майским номером журнала «Science». Разработчики технологии использовали стопки сверхтонких материалов с целью усиления контроля над электронными потоками.

Контрольные функции выполняются в зависимости от направления спинов магнитных материалов. Эти электронные «спины», аналогичные крошечным субатомным магнитам, использовались в прототипе, включающем листы иодида хрома (CrI3).

Этот листовой магнитный материал получил известность в 2017 году как первый представитель двумерных изоляторов. Это созданная из четырёх листов, толщиной в размер атома, самая тончайшая система из всех ныне существующих.

Подобная система способна блокировать электроны на основе их спинов, показывая более чем десятикратное увеличение качества контроля по сравнению с другими похожими методами. Как отметили разработчики технологии:

Наш эксперимент показывает возможность для существенного толчка вперёд — к атомно-тонкому пределу в сфере хранилищ на базе магнитных технологий.

Следует отметить: нескольким ранее «Nature Nanotechnology» также публиковали статью, где рассказывалось о похожем способе электрического контроля над магнитными свойствами атомарно тонкого материала.

Решение проблем информационных технологий

Информационные технологии действительно ведут к проблемам, которые образуются по причине необходимости увеличения плотности хранения данных при одновременной экономии энергии в процессе исполнения этих функций.

Обе опубликованных технологии указывают на возможность совершить подобные действия с помощью инженерии атомарно тонких магнитных запоминающих устройств. При этом есть все основания сократить потребление энергии в десять раз по сравнению с текущей ситуацией.

Новый магнитный материал может стать основой нового типа памяти, где используются электронные спины каждого отдельно взятого листа. Так, в рамках экспериментов закладывались два слоя CrI3 (Иодид хрома) между проводящими листами графена.

Конструкция показала: в зависимости от размещения спинов между каждым из листов иодида хрома, электроны способны либо беспрепятственно течь между двумя графеновыми листами, либо подвергаются блокировке на протекание.

Эти две различные конфигурации фактически действуют аналогично битам — нулям и единицам информатики, применяемой к традиционным вычислениям в процессах кодирования данных.

Функциональными элементами памяти здесь представлены магнитные туннельные соединения (MTJ — Magnetic Tunnel Junctions). Они же выступают контролирующими «затворами», блокирующими или проводящими электроток исходя от построения спинов на стыке.

Особенности идеи о новаторской системе памяти

Свыше четырех уровней иодида хрома обнаружены в качестве потенциала «многобитового» хранения информации. Структура первых двух слоёв CrI3 выравнивает спины между слоями в одном или в разных направлениях.

Такая конфигурация приводит к двум разным скоростям электронов, проходящих через магнитные затворы. Однако с третьим и четвёртым слоями допускаются ещё больше межслойных комбинаций спинов.

Здесь уже становятся возможными множественные различные темпы прохождения, при которых электроны способны перемещаться через магнитный материал от одного графенового листа к другому.

Теоретически такой подход видится, как если бы стандартный компьютер, имеющий всего два варианта хранения данных, неожиданно получает выбор из четырёх и более вариантов.

Таким образом, новые магнитные материалы, выступающие устройствами хранения, использующие соединения CrI3, являются более эффективными и способны хранить данные в объёмах больших, чем современные устройства. Единственную проблему отметили исследователи:

Устройство требует слабых небольших магнитных полей и работоспособно только в условиях низкой температуры.

Для современных технологий с чрезмерным нагревом и мощными магнитными полями эта концепция попросту неприемлема. Поэтому концепция устройства и принцип работы, выглядят исключительно новаторской идеей.


На основе материалов: UW


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *