RUS ENG

НАМ 22 ГОДА!

ГРУППА AMT&C - ФИНАЛИСТ РЕЙТИНГА «ТЕХНОУСПЕХ»


 

 

Контроль над магнитными доменными стенками: память «racetrack»



22.04.2008

Контроль над магнитными доменными стенками: память «racetrack»
1. «Magnetic Domain-Wall Racetrack Memory». Stuart S. P. Parkin, Masamitsu Hayashi, Luc Thomas. Science 11 April 2008: V. 320. no. 5873, pp. 190 – 194 DOI: 10.1126/science.1145799 2. «Current-Controlled Magnetic Domain-Wall Nanowire Shift Register». Masamitsu Hayashi, Luc Thomas, Rai Moriya, Charles Rettner, Stuart S. P. Parkin. Science 11 April 2008: V. 320. no. 5873, pp. 209 – 211 DOI: 10.1126/science.1154587

Американские физики разрабатывают новый вид памяти «racetrack» (трек, беговая дорожка), который будет дешевле и эффективнее современных аналогов. Это логическое продолжение многолетних исследований в области спиновых клапанов, магнитных туннельных переходов, магнитной памяти с произвольным доступом (MRAM), считает известный исследователь из компании IBM Стюарт Паркин (Stuart Parkin). Вместе с коллегами из IBM’s Almaden research centre в Сан-Хосе (Калифорния) он опубликовал две работы в журнале «Science», где предлагает записывать информацию на U-образных нанопроводках из пермаллоя, расположенных перпендикулярно кремниевой подложке. Вдоль каждого трека (нанопроводка) располагаются домены, намагниченные в одном из двух направлений. При этом граница каждого домена, или доменная стенка, представляет собой бит информации (1 или 0). Размеры между соседними стенками домена (или длина бита) определяется центрами пиннинга, которые предварительн наносят на нанопровод. Если по треку начинают распространяться наноимпульсы тока из спин-поляризованных электронов, они будут взаимодействовать с магнитными моментами доменных стенок, перемещая их по треку. Теоретически при этом возможно и считывать, и записывать информацию. Например, считывающая головка может «чувствовать» конфигурацию доменной стенки, измеряя, как изменяется ее сопротивление в магнитном поле (туннельные магниторезистивные датчики). Записывающая головка может состоять из перпендикулярных нанопроводков, которые будут переключать конфигурацию доменных стенок при сдвиге собственных доменов. Воплотить эту теорию в жизнь не так просто, но группа Паркина показала, что это возможно, по крайней мере, когда треки расположены горизонтально на кремниевой подложке. Исследователям удалось записать и считать три бита в наносекунду. Когда новая память появится в магазинах (а разработчики считают, что им понадобится менее десяти лет), она быстро потеснит существующие виды памяти.
Такая технология, к примеру, позволит записывать в mp3-плейерах около полумиллиона песен и 3,5 тысяч фильмов – в сотни раз больше, чем доступно сегодня. И все это при меньшей стоимости и энергозатратах. Устройства, потребляющие меньше мощности (они способны работать неделями от одного заряда), будут выделять меньше тепла, они практически свободны от поломок, поскольку в них нет движущихся частей, как в жестких магнитных дисках. Современные способы хранения информации используют в основном флэш-память в мобильных устройствах и магнитные жесткие диски, которые постоянно совершенствуются. Тем не менее, запись одного бита данных на жестких дисках обходится примерно в сто раз дешевле, чем во флэш-памяти. Низкая стоимость жестких дисков очень привлекательна, но в таких устройствах есть движущиеся части, они работают медленнее, подвержены поломкам, в отличие от флэш-памяти. У последней, в свою очередь, другие недостатки: она быстро считывает данные, но медленно их записывает и имеет конечную продолжительность работы. Флэш-память можно использовать несколько тысяч раз, она постепенно разрушается с каждым использованием. У racetrack-памяти отсутствуют движущиеся части, кроме того она использует спин электрона для хранения данных, поэтому у нее нет изнашивающихся механизмов, и она может работать бесконечно. Надо отметить, что ученые почти полвека исследуют возможности хранения информации в магнитных доменных стенках – границах между магнитными областями или доменами - в магнитных материалах. До сих пор манипулирование доменными стенками было дорогим, сложным процессом, потребляющим значительное количество энергии для производства необходимых полей. http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/23859.wss

Возврат к списку новостей