(PhysOrg.com) -- Met behulp van magnetische nanodots in de vortex staat, onderzoekers hebben een nieuw soort niet-vluchtig geheugen ontworpen dat een hogere snelheid en dichtheid zou kunnen bieden voor niet-vluchtige RAM-geheugens van de volgende generatie. Het nieuwe ontwerp maakt gebruik van het vermogen van magnetische wervels om binaire informatie op te slaan als positieve of negatieve kernpolariteiten, die kan worden gecontroleerd door eenvoudig de frequentie van de roterende vortexkernen van de nanodots te veranderen.

De nieuwe techniek, frequentiegecontroleerd magnetisch vortexgeheugen genoemd, is ontwikkeld door een team van onderzoekers, B. Pigeau, et al., van Frankrijk, Duitsland, en de VS. Hun studie is gepubliceerd in een recent nummer van Technische Natuurkunde Brieven .

Zoals de onderzoekers uitleggen, het concept van het gebruik van magnetische nano-objecten om binaire informatie op te slaan voor magnetische RAM is eerder onderzocht, maar het was moeilijk om een ​​mechanisme te vinden om de magnetisatie in individuele nano-objecten om te keren. Hier, de onderzoekers bereiken deze omkering door microgolfpulsen te gebruiken in combinatie met een statisch magneetveld. In dit schema is grote en kleine roterende kernfrequenties worden geassocieerd met positieve en negatieve kernpolariteiten, respectievelijk. In een positieve kernpolariteit, de kern is evenwijdig aan het aangelegde magnetische veld, terwijl in een negatieve kernpolariteit, de kern is antiparallel aan het aangelegde magnetische veld. Een extreem gevoelige magnetische resonantiekrachtmicroscoop (MRFM) wordt gebruikt om de resonantiefrequentie van de vortexkernrotaties van magnetische nanodots aan te pakken, waardoor de onderzoekers de polariteitstoestanden van individuele nanodots kunnen regelen.

Het geheugenontwerp van de onderzoekers bestaat uit een reeks magnetische nanodots en een elektromagneet die een statisch magnetisch veld genereert loodrecht op de reeks stippen. De kleine magnetische sonde van de MRFM (met een diameter van 800 nanometer) kan de nanodots met een diameter van één micrometer scannen en dit magnetische veld lokaal regelen.

Om de kernpolariteitstoestand van een nanodot te lezen, een zwak microgolfmagneetveld wordt gebruikt om de roterende kernfrequentie met de sonde te lezen. Zoals de onderzoekers uitleggen, het microgolfmagneetveld dat wordt gebruikt om de polariteitstoestand te lezen, moet zwak genoeg zijn zodat de kernpolariteit niet wordt omgekeerd tijdens de leessequentie.

Door de sterkte van dit toegepaste microgolfmagneetveld te vergroten, het is mogelijk om de kernpolariteit van de nanodot om te keren, dus om gegevens te schrijven. Eenmaal omgekeerd, de kernpolariteit is uit resonantie met de schrijfpuls, zodat deze niet kan worden teruggeschakeld tenzij de frequentie van de puls wordt gewijzigd. De onderzoekers demonstreerden deze schrijftechniek honderden keren zonder falen, en zonder naburige nanodots te beïnvloeden.

“Dit dynamische omkeringsmechanisme is van fundamenteel belang, maar kan ook worden toegepast in de informatietechnologie, met de vortex-kernpolariteit die de binaire informatie codeert, ” co-auteur Grégoire de Loubens, van het Commissariaat à l'Énergie Atomique de Saclay in Gif-sur-Yvette, Frankrijk, vertelde PhysOrg.com .

"In totaal, ons frequentiegecontroleerde magnetische vortexgeheugen-prototype heeft twee belangrijke voordelen, " hij zei. "Vanwege de frequentiediscriminatie die wordt toegestaan ​​door een klein loodrecht voorspanningsveld, het is niet nodig om de circulaire polarisatie van het microgolfveld te regelen en om de schrijfpuls nauwkeurig te timen, aangezien deze in het nulveld moet zijn. Ook, deterministische en lokale adressering in een groot aantal geheugencellen wordt gemakkelijk verkregen door gebruik te maken van het strooiveld van de MRFM-sonde, die lateraal kunnen worden gescand.”

De onderzoekers zijn van plan om het nieuwe frequentiegecontroleerde magnetische geheugen op verschillende manieren te verbeteren, zoals door de punten in een regelmatige vierkante reeks te rangschikken en de puntverhouding te verhogen. Ze overwegen ook de MRFM te vervangen, die bewegende delen bevat, met lokale elektrische detectoren voor het uitleesproces. In aanvulling, ze hopen het stapelen van stippen met verschillende aspectverhoudingen (en verschillende resonantiefrequenties) op elkaar te onderzoeken om een ​​multiregistergeheugen te creëren.

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitzending, geheel of gedeeltelijk herschreven of herverdeeld zonder de uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van PhysOrg.com.