(PhysOrg.com) -- Usando nanopunti magnetici nello stato di vortice, i ricercatori hanno progettato un nuovo tipo di memoria non volatile che potrebbe offrire maggiore velocità e densità per le memorie ad accesso casuale (RAM) non volatili di nuova generazione. Il nuovo design sfrutta la capacità dei vortici magnetici di memorizzare informazioni binarie come polarità del nucleo positive o negative, che può essere controllato semplicemente cambiando la frequenza dei nuclei rotanti di vortice dei nanopunti.

La nuova tecnica, chiamata memoria a vortice magnetico controllato in frequenza, è stato sviluppato da un team di ricercatori, B. Pigeau, et al., dalla Francia, Germania, e gli Stati Uniti. Il loro studio è pubblicato in un recente numero di Lettere di fisica applicata .

Come spiegano i ricercatori, il concetto di utilizzare nano-oggetti magnetici per memorizzare informazioni binarie per la RAM magnetica è stato precedentemente studiato, ma è stato difficile trovare un meccanismo per invertire la magnetizzazione all'interno dei singoli nano-oggetti. Qui, i ricercatori ottengono questa inversione utilizzando impulsi a microonde in combinazione con un campo magnetico statico. In questo schema, le frequenze del nucleo rotante grandi e piccole sono associate alle polarità del nucleo positivo e negativo, rispettivamente. In una polarità centrale positiva, il nucleo è parallelo al campo magnetico applicato, mentre in una polarità negativa del nucleo, il nucleo è antiparallelo al campo magnetico applicato. Un microscopio a forza di risonanza magnetica estremamente sensibile (MRFM) viene utilizzato per affrontare la frequenza di risonanza delle rotazioni del nucleo del vortice dei nanopunti magnetici, consentendo ai ricercatori di controllare gli stati di polarità dei singoli nanopunti.

Il design della memoria dei ricercatori consiste in una serie di nanopunti magnetici e un elettromagnete che genera un campo magnetico statico perpendicolare alla serie di punti. La piccola sonda magnetica di MRFM (800 nanometri di diametro) può scansionare i nanopunti di un micrometro di diametro e controllare localmente questo campo magnetico.

Per leggere lo stato di polarità del nucleo di un nanodot, un debole campo magnetico a microonde viene utilizzato per leggere la frequenza del nucleo rotante con la sonda. Come spiegano i ricercatori, il campo magnetico a microonde utilizzato per leggere lo stato di polarità deve essere sufficientemente debole da non invertire la polarità del nucleo durante la sequenza di lettura.

Aumentando la forza di questo campo magnetico a microonde applicato, è possibile invertire la polarità del nucleo del nanodot, quindi per scrivere i dati. Una volta invertito, la polarità del nucleo è fuori risonanza con l'impulso di scrittura in modo che non possa essere ripristinato a meno che la frequenza dell'impulso non venga modificata. I ricercatori hanno dimostrato questa tecnica di scrittura centinaia di volte senza fallire, e senza influenzare i nanopunti vicini.

“Questo meccanismo di inversione dinamica è di fondamentale interesse ma ha anche potenziali applicazioni nella tecnologia dell'informazione, con la polarità del nucleo del vortice che codifica le informazioni binarie, ” coautore Grégoire de Loubens, dal Commissariat à l'Énergie Atomique de Saclay a Gif-sur-Yvette, Francia, detto PhysOrg.com .

“Insomma, il nostro prototipo di memoria a vortice magnetico a controllo di frequenza presenta due vantaggi principali, " Egli ha detto. “A causa della discriminazione di frequenza consentita da un piccolo campo di polarizzazione perpendicolare, non è necessario controllare la polarizzazione circolare del campo a microonde e cronometrare con precisione l'impulso di scrittura poiché deve essere in campo zero. Anche, l'indirizzamento deterministico e locale in una vasta gamma di celle di memoria è facilmente ottenibile utilizzando il campo randagio della sonda MRFM, che può essere scansionato lateralmente.”

I ricercatori hanno in programma di migliorare la nuova memoria magnetica a frequenza controllata in diversi modi, ad esempio disponendo i punti in una matrice quadrata regolare e aumentando le proporzioni del punto. Stanno anche valutando la sostituzione del MRFM, che contiene parti in movimento, con rilevatori elettrici locali per il processo di lettura. Inoltre, sperano di studiare l'impilamento di punti con proporzioni diverse (e frequenze di risonanza diverse) uno sopra l'altro per creare una memoria multiregistro.

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