Оборотная сторона цифровой обложки ноябрьского выпуска журнала будет содержать концептуальное изображение трехмерной магнитной памяти, созданное на основе научных результатов статьи.
Как рассказали в лаборатории спин-орбитроники ДВФУ, нанопроволоки состоят из повторяющихся наноразмерных сегментов железа и золота, в которых первые являются магнитными и, соответственно, должны запоминать информацию, а вторые — разделять их в пространстве. На основе полученных экспериментальных данных была создана микромагнитная модель, которая позволила глубоко изучить магнитное поведение нанопроволок под действием магнитного поля и установить три разных типа магнитостатических взаимодействий в их массивах.
Каждый магнитный элемент в таких устройствах может существовать с двумя направлениями намагниченности — вверх или вниз, — которые можно закодировать как 0 и 1, что позволяет записывать и хранить в них информацию. В отличие от существующих устройств магнитной записи, где биты информации располагаются в двумерном пространстве (например, плоскость поверхности жесткого диска, где запоминающими элементами являются магнитные домены), устройства магнитной памяти следующего поколения смогут размещать запоминающие ячейки в трехмерном пространстве, тем самым многократно увеличивая плотность записи на единицу площади. Более того, в такой памяти не будет движущихся частей, как в жестких магнитных дисках (HDD), а будут двигаться сами биты. Трехмерная конфигурация и плотная упаковка таких сегментов позволят сделать память дешевой, быстрой, экономичной и надежной.
Один из авторов статьи, научный сотрудник лаборатории спин-орбитроники ДВФУ Алексей Самардак: |
Автор также отметил, что такие нанопроволоки могут быть полезны не только в наноэлектронике, но и найти применение в биомедицине в качестве элементов наносенсоров, систем для доставки лекарств и биомолекулярной сепарации.
Ученые ДВФУ разрабатывают магнитную память на принципах спин-орбитроники. Запись в такой памяти осуществляется спиновым током без приложения внешних магнитных полей, а информация хранится без потребления энергии. Разрабатываемая память пригодится в отраслях, где используются компьютеры для расчетов — от центров обработки данных до автономных автомобилей и метеопрогнозов. В дальнейшем это откроет новые возможности для реализации аппаратных систем искусственного интеллекта и квантового компьютера.
Напомним, при поддержке программы мегагрантов национального проекта «Наука и университеты» в Дальневосточном федеральном университете создана лаборатория спин-орбитроники мирового уровня. В ней уже сейчас разрабатывают научные и технологические основы нового поколения умной электроники для высокопроизводительных энергоэффективных вычислений и телекоммуникаций. На базе лаборатории планируют реализовать полный технологический цикл: от научно-исследовательских работ до испытаний и, возможно, опытного производства экспериментальных образцов магнитной памяти и логических элементов для нового поколения электроники. Здесь же готовят новое поколение высококвалифицированных исследователей. Решаемые в лаборатории задачи полностью соответствуют стратегическому направлению развития ДВФУ «Физика и материаловедение» в рамках программы «Приоритет 2030».
Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru