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Un nuovo studio suggerisce che modelli magnetici su scala atomica che ricordano le punte di un riccio potrebbero portare a dischi rigidi con capacità enormemente maggiori rispetto ai dispositivi odierni. La scoperta potrebbe aiutare i data center a tenere il passo con la domanda in aumento esponenziale di archiviazione di dati video e cloud.
In uno studio pubblicato oggi sulla rivista Scienza , i ricercatori della Ohio State University hanno utilizzato un microscopio magnetico per visualizzare i modelli, formati in sottili pellicole di un materiale magnetico insolito, il germanuro di manganese. A differenza dei magneti familiari come il ferro, il magnetismo in questo materiale segue eliche, simili alla struttura del DNA. Questo porta a un nuovo zoo di modelli magnetici con nomi come ricci, anti-ricci, skyrmion e meron che possono essere molto più piccoli dei bit magnetici odierni.
"Questi nuovi modelli magnetici potrebbero essere utilizzati per l'archiviazione dei dati di prossima generazione", ha affermato Jay Gupta, autore senior dello studio e professore di fisica all'Ohio State. "La densità di archiviazione nei dischi rigidi si sta avvicinando ai suoi limiti, in relazione a quanto piccoli possono essere realizzati i bit magnetici che consentono tale archiviazione. E questo ci ha motivato a cercare nuovi materiali, dove potremmo essere in grado di produrre molto i bit magnetici più piccolo."
Per visualizzare i modelli magnetici, Gupta e il suo team hanno utilizzato un microscopio a scansione a effetto tunnel nel suo laboratorio, modificato con punte speciali. Questo microscopio fornisce immagini dei modelli magnetici con risoluzione atomica. Le loro immagini hanno rivelato che in alcune parti del campione, il magnetismo in superficie era attorcigliato in uno schema che ricordava le punte di un riccio. Tuttavia, in questo caso il "corpo" del riccio è largo solo 10 nanometri, che è molto più piccolo dei bit magnetici odierni (circa 50 nanometri) e quasi impossibile da visualizzare. In confronto, un singolo capello umano ha uno spessore di circa 80.000 nanometri.
Il team di ricerca ha anche scoperto che i modelli del riccio potrebbero essere spostati sulla superficie con correnti elettriche o invertiti con campi magnetici. Ciò prefigura la lettura e la scrittura di dati magnetici, utilizzando potenzialmente molta meno energia di quella attualmente possibile.
"C'è un enorme potenziale per questi modelli magnetici per consentire all'archiviazione dei dati di essere più efficiente dal punto di vista energetico", ha affermato Gupta, anche se avverte che c'è più ricerca da fare prima che il materiale possa essere utilizzato in un sito di archiviazione dati. "Abbiamo ancora un'enorme quantità di scienza fondamentale da fare per comprendere questi schemi magnetici e migliorare il modo in cui li controlliamo. Ma questo è un passo molto eccitante". + Esplora ulteriormente
