Новая магнитная лента снизит энергопотребление накопителей в 10 тысяч раз

Магниты, как они работают? Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) недавно обнаружили, что о магнетизме известно далеко не все. Несколько проведенных экспериментов указывают на странные явления, которые могут изменять полярность тонких магнитных лент в обратном направлении — против потока электронов. Команда ученых из MIT, не так давно создавших аналоговый компьютер внутри живой клетки, опубликовала доклад, в котором описано данное явление и его влияние на технологии хранения информации.

Инверсия магнитного поля – относительно редкое явление, поэтому понятно почему ученые заинтересовались причиной возникновения этого эффекта. Руководитель команды ученых Джеффри Бич из MIT обнаружил, что за изменение полюсов отвечает не магнитный материал, а металл, который находится рядом.

Для экспериментов ученые использовали очень тонкую ленту из ферромагнитного материала, которая была помещена на подложку из платины. При воздействии тока магнитные полюса смещались в обратном направлении. Если переместить ленту из ферромагнитного материала на подложку их тантала – полюса сместятся в правильном направлении. Стоит отметить, что платина и тантал относятся к парамагнитным материалам. Так, как они могут влиять на магнитные свойства ленты?

Механизм опирается на спиновую ориентацию электронов в очень тонких магнитных лентах. В большинстве материалов изменение полюсов происходит случайно с течением времени. С тонкими материалами все происходит по-другому. При воздействии тока магнитные полюса могут смещаться с большей или меньшей силой, в зависимости от немагнитного материала, через который он проходит. К примеру, платина позволяет изменить спиновую ориентацию электронов в магнитной ленте в «неправильную» сторону.

Каким образом это изменит технологии хранения информации? Хранение данных на жестких дисках осуществляется с использованием горизонтально или вертикально расположенных магнитных областей – доменов. В зависимости от направления намагниченности каждая из этих областей является логическим нулем или единицей, которые описывают любимое GIF-изображение кота или фильм.

С помощью данного эффекта требуется небольшое количество энергии, чтобы резко изменить спиновую ориентацию электронов в магнитной ленте. Джеффри Бич и его команда считают, что магнитные накопители, основанные на базе магнитных лент данного типа, могут быть в 10 000 раз энергоэффективнее по сравнению с современными аналогами.

Тонкие магнитные ленты могут быть использованы в жестких дисках и твердотельных накопителях. Это может означать значительную экономию энергии для мобильных устройств, основанных на базе флеш-памяти, которая используется для хранения данных.

Новый тип магнитного материала полностью совместим с нормами технологического процесса, которые используются для производства современных HDD и SSD. Манипуляции с магнитными доменами казались фантастикой еще несколько лет назад, и в обозримом будущем выгода от данной технологии может быть огромной. По словам Джеффри Бич, его разработка найдет применение в устройствах для хранения данных намного раньше, чем думает большинство.