Podwójna helisa i przechowywanie informacji w 3D. Oto odpowiedź na kończące się możliwości architektury 2D

Magnetyczne urządzenia obliczeniowe w systemach dwuwymiarowych są powszechnie stosowane, ale wygląda na to, że ich możliwości są ograniczone i właśnie zbliżamy się do tej granicy.

Na szczęście eksperci mają plan awaryjny na taką okazję. Zespół badawczy pod kierownictwem naukowców z Cavendish Laboratory podlegającego pod Uniwersytet w Cambridge wykorzystał zaawansowaną metodę druku 3D do stworzenia magnetycznych podwójnych helis. Te wytwarzają natomiast nanoskalowe tekstury topologiczne w polu magnetycznym, co może zapewniać szereg przydatnych możliwości.

Czytaj też: Potężny superkomputer z nowatorskim podejściem. Do przesyłania informacji wykorzystuje światło

Naukowcy związani z projektem opisali swoje dokonania na łamach Nature Nanotechnology. Inspirację stanowiła dla nich technologia zwana racetrack, która polega na przechowywaniu danych cyfrowych w magnetycznych ścianach nanoprętów. Ma to na celu wytwarzanie urządzeń służących do przechowywania informacji cechujących się wysoką niezawodnością, wydajnością i pojemnością.

Ale do tej pory ten pomysł zawsze był bardzo trudny do zrealizowania, ponieważ musimy być w stanie wykonać trójwymiarowe układy magnetyczne, a także musimy zrozumieć wpływ przejścia do trzech wymiarów zarówno na magnetyzację, jak i pole magnetyczne. […] W ciągu ostatnich kilku lat nasze badania skupiły się na opracowaniu nowych metod wizualizacji trójwymiarowych struktur magnetycznych – można to porównać do tomografii komputerowej w szpitalu, ale z użyciem magnesów. Opracowaliśmy również technikę druku 3D dla materiałów magnetycznych.

Claire Donnelly, Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids

Korzystając z zaawansowanych technik obrazowania rentgenowskiego członkowie zespołu badawczego zaobserwowali, że struktura 3D zapewnia inną strukturę w magnetyzacji jeśli porównać ją z wariantem 2D. Ściany pomiędzy domenami magnetycznymi w sąsiadujących ze sobą helisach są silnie sprzężone, co prowadzi do ich deformacji. Ściany te przyciągają się wzajemnie i obracają (co wynika z ich trójwymiarowej struktury). Efektem końcowym jest powstawanie silnych, regularnych wiązań przypominających pary zasad w DNA.

Reklama

Czytaj też: Powstał mikrochip umieszczany pod skórą. Może zawierać informacje medyczne i umożliwiać szybkie płatności

Jak zauważa Amalio Fernandez-Pacheco, rezultaty okazały się fascynujące, ale najważniejszy wydaje się fakt, że wokół tych wiązań tworzą się wiry w polu magnetycznym. Po przejściu z dwóch do trzech wymiarów naukowcy zamierzają teraz sprawdzić pełny potencjał tego typu metod. Ich zdaniem silnie związane tekstury w magnetycznych helisach mogą być potencjalnym nośnikiem informacji i zapewniać postęp między innymi w technikach obrazowania czy tworzeniu inteligentnych materiałów.