(PhysOrg.com) -- I ricercatori di Magnetics presso il National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno recentemente colorato molte uova. Coniglietti e bambini potrebbero trovare le uova un po' piccole, infatti, troppo piccolo per vedere senza un microscopio. Ma questi nanomagneti "uovocentrici" hanno un altro uso pratico, suggerendo strategie per creare future memorie per computer a bassa potenza.

Per uno studio descritto in un nuovo articolo, I ricercatori del NIST hanno utilizzato la litografia a fascio di elettroni per realizzare migliaia di magneti al nichel-ferro, ciascuno di circa 200 nanometri (miliardesimi di metro) di diametro. Ogni magnete ha normalmente la forma di un'ellisse, un cerchio leggermente appiattito. I ricercatori hanno anche realizzato dei magneti in tre diverse forme a forma di uovo con un'estremità sempre più appuntita. Fa tutto parte della ricerca del NIST sui materiali magnetici su scala nanometrica, dispositivi e metodi di misurazione per supportare lo sviluppo di futuri sistemi di memorizzazione di dati magnetici.

Si scopre che anche piccole distorsioni nella forma del magnete possono portare a cambiamenti significativi nelle proprietà magnetiche. I ricercatori lo hanno scoperto sondando i magneti con un laser e analizzando cosa succede agli "spin" degli elettroni, una proprietà quantistica responsabile dell'orientamento magnetico. I cambiamenti nell'orientamento dello spin possono propagarsi attraverso il magnete come onde a frequenze diverse. Più il magnete è simile a un uovo, più complessi sono i modelli d'onda e le relative frequenze. (Qualcosa di simile accade quando si lancia un sassolino in uno stagno di forma asimmetrica.) Gli spostamenti sono più pronunciati alle estremità dei magneti.

Per confermare gli effetti magnetici localizzati e "colorare" le uova, gli scienziati hanno effettuato simulazioni di vari magneti utilizzando la struttura micromagnetica orientata agli oggetti (OOMMF) del NIST. (Vedi grafico.) I colori più chiari indicano segnali di frequenza più forti.

Gli effetti dell'uovo spiegano il comportamento irregolare osservato in grandi schiere di nanomagneti, che può essere modellato in modo imperfetto dal processo di litografia. Tali distorsioni possono influenzare la commutazione nei dispositivi magnetici. I risultati dello studio sulle uova possono essere utili nello sviluppo di memorie ad accesso casuale (RAM) basate sulle interazioni tra spin di elettroni e superfici magnetizzate. Spin-RAM è un approccio alla creazione di memorie future che potrebbero fornire un accesso ad alta velocità ai dati riducendo le esigenze di potenza del processore memorizzando i dati in modo permanente in dispositivi sempre più piccoli. La modellatura dei magneti come le uova rompe uno schema di frequenza simmetrico presente nelle strutture ellittiche e offre quindi l'opportunità di personalizzare e controllare il processo di commutazione.

"Per esempio, il patterning intenzionale di distorsioni a forma di uovo negli elementi di memoria spinRAM può facilitare una commutazione più affidabile, "dice il fisico del NIST Tom Silva, un autore del nuovo articolo.

"Anche, questo studio ha fornito al coniglietto pasquale un mercato completamente nuovo per lo sviluppo del prodotto".