I materiali magnetici sono un ingrediente vitale nei componenti che memorizzano le informazioni nei computer e nei telefoni cellulari. Ora, I ricercatori di A*STAR hanno sviluppato un materiale che potrebbe aiutare questi dispositivi di memoria a base magnetica a memorizzare e recuperare i dati più velocemente utilizzando meno energia.
I dispositivi di memoria funzionano quando un piccolo campo magnetico viene applicato al supporto di memorizzazione per allineare i magneti a livello atomico noti come spin. Questo allineamento di rotazione, o magnetizzazione, in una regione del materiale magnetico può rappresentare un "bit" di informazione, che può essere 'riletto' di nuovo usando un magnete. Gli scienziati stanno cercando di migliorare le prestazioni delle memorie magnetiche riducendo sia l'energia necessaria per modificare la magnetizzazione che il rumore indesiderato.
Un approccio consiste nell'utilizzare un materiale magnetico con una proprietà nota come anisotropia magnetocristallina negativa. Ciò significa che è necessaria meno energia per allineare gli spin in una direzione piuttosto che nell'altra, e quindi il materiale è generalmente più facile da magnetizzare e smagnetizzare. Questa bassa coercitività è utile perché questo cosiddetto materiale magnetico "morbido" può guidare un campo magnetico sullo strato di immagazzinamento, abbassando così l'intensità di campo che deve essere applicata per alterare la magnetizzazione del materiale 'duro'.
Tiejun Zhou e colleghi dell'A*STAR Data Storage Institute hanno trovato un modo per ridurre ulteriormente la coercitività di un materiale morbido chiamato cobalto iridio aggiungendo rodio.
Il team ha creato il proprio materiale magnetico con una tecnica nota come sputtering di magnetron a corrente continua. Cobalto, iridio e rodio sono stati espulsi simultaneamente da fonti solide separate in una camera a vuoto e depositati su un substrato di silicio. Modificando la potenza fornita a ciascuna delle sorgenti, i ricercatori potrebbero controllare la composizione del materiale finale, aumentando la quantità di rodio a scapito dell'iridio. Le misurazioni delle proprietà magnetiche dei film CoIr-Rh hanno dimostrato che l'introduzione di questo rodio ha ridotto la coercività e la costante di smorzamento di oltre la metà di quella dell'iridio cobalto non modificato.
"Se utilizzato in un dispositivo, tali materiali di anisotropia magnetocristallina negativa consentono un funzionamento a frequenza più elevata con una corrente di pilotaggio inferiore e la creazione di un campo magnetico di corrente alternata nel piano più elevato per un'efficace commutazione assistita, e maggiore stabilità contro i campi vaganti e le fluttuazioni di temperatura, " spiega Zhou. Il team ha dimostrato queste prestazioni migliorate in un dispositivo di memoria chiamato oscillatore di coppia di rotazione.
I risultati mostrano che CoIr-Rh potrebbe aiutare a sviluppare lo stoccaggio magnetico commerciale a bassa energia. "Mettendo a punto la composizione, possiamo migliorare continuamente le proprietà dei materiali magnetici per soddisfare i criteri richiesti per le applicazioni a livello industriale, "dice Zhou.
