Dopo aver eseguito una serie di complesse simulazioni al computer, i ricercatori hanno scoperto che i difetti nella struttura dei fili magnetici su nanoscala svolgono un ruolo importante nel determinare la velocità operativa di nuovi dispositivi che utilizzano tali nanocavi per archiviare ed elaborare le informazioni. Il ritrovamento, realizzato da ricercatori del National Institute of Standards and Technology, l'Università del Maryland, e l'Università di Parigi XI, aiuterà ad approfondire la comprensione fisica e guiderà l'interpretazione dei futuri esperimenti di questi dispositivi di prossima generazione.
I nanofili magnetici immagazzinano informazioni in bande discrete di spin magnetici. Si può immaginare il nanofilo come una cannuccia che aspira e trattiene il liquido di un frappè al cioccolato e vaniglia meticolosamente stratificato, con i segmenti di cioccolato che rappresentano 1 e gli 0 di vaniglia. I confini tra questi strati sono chiamati muri di dominio. I ricercatori manipolano le informazioni memorizzate sul nanofilo usando una corrente elettrica per spingere le pareti del dominio, e le informazioni che racchiudono, attraverso il filo e le testine di lettura e scrittura immobili passate.
Le interpretazioni degli esperimenti che cercano di misurare il movimento delle pareti dei domini hanno ampiamente ignorato gli effetti del "disordine", solitamente il risultato di difetti o impurità nella struttura dei nanofili. Per vedere come il disordine influenzi il movimento di questi microscopici domini magnetici, I ricercatori del NIST ei loro colleghi hanno introdotto il disordine nelle loro simulazioni al computer.
Le loro simulazioni hanno mostrato che il disordine, che provoca attrito all'interno dei nanofili, può aumentare la velocità con cui una corrente può spostare le pareti del dominio.
Secondo il fisico del NIST Mark Stiles, l'attrito può far sì che le pareti del dominio si muovano più velocemente perché hanno bisogno di perdere energia per spostarsi lungo il filo.
Per esempio, quando un giroscopio gira, resiste alla forza di gravità. Se si introduce un po' di attrito nel cuscinetto del giroscopio, il giroscopio cadrà più velocemente. Allo stesso modo, in assenza di smorzamento, un muro di dominio si sposterà solo da un lato all'altro del nanofilo. Il disordine all'interno del nanofilo consente alle pareti del dominio di perdere energia, che dà loro la libertà di "cadere" lungo la lunghezza del filo mentre si muovono avanti e indietro.
"Possiamo dire che il muro del dominio si muove come se fosse in un sistema che ha uno smorzamento effettivo notevolmente maggiore dello smorzamento effettivo, " dice il fisico del NIST e ricercatore capo Hongki Min. "Questo aumento dello smorzamento effettivo è abbastanza significativo da influenzare l'interpretazione della maggior parte dei futuri esperimenti sui muri di dominio".
