Na het uitvoeren van een reeks complexe computersimulaties, onderzoekers hebben ontdekt dat fouten in de structuur van magnetische draden op nanoschaal een belangrijke rol spelen bij het bepalen van de werksnelheid van nieuwe apparaten die dergelijke nanodraden gebruiken om informatie op te slaan en te verwerken. de bevinding, gemaakt door onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology, de Universiteit van Maryland, en de Universiteit van Parijs XI, zal helpen om het fysieke begrip te verdiepen en de interpretatie van toekomstige experimenten van deze apparaten van de volgende generatie te begeleiden.

Magnetische nanodraden slaan informatie op in discrete banden van magnetische spins. Je kunt je de nanodraad voorstellen als een rietje dat de vloeistof opzuigt en vasthoudt van een minutieus gelaagde chocolade- en vanillemilkshake, waarbij de chocoladesegmenten 1s en de vanille 0s vertegenwoordigen. De grenzen tussen deze lagen worden domeinmuren genoemd. Onderzoekers manipuleren de informatie die is opgeslagen op de nanodraad met behulp van een elektrische stroom om de domeinmuren te duwen, en de informatie die ze bijvoegen, door de draad en langs onbeweeglijke lees- en schrijfkoppen.

Interpretaties van experimenten die proberen te meten hoe domeinwanden bewegen, hebben grotendeels de effecten van "wanorde" genegeerd - meestal het gevolg van defecten of onzuiverheden in de structuur van de nanodraden. Om te zien hoe wanorde de beweging van deze microscopische magnetische domeinen beïnvloedt, NIST-onderzoekers en hun collega's introduceerden wanorde in hun computersimulaties.

Hun simulaties toonden aan dat wanorde, die wrijving veroorzaakt in de nanodraden, kan de snelheid verhogen waarmee een stroom domeinmuren kan verplaatsen.

Volgens NIST-natuurkundige Mark Stiles, wrijving kan ervoor zorgen dat de domeinmuren sneller bewegen omdat ze energie moeten verliezen om langs de draad naar beneden te bewegen.

Bijvoorbeeld, wanneer een gyroscoop draait, het weerstaat de zwaartekracht. Als er een beetje wrijving wordt geïntroduceerd in het lager van de gyroscoop, de gyroscoop zal sneller omvallen. evenzo, bij afwezigheid van demping, een domeinwand beweegt alleen van de ene kant van de nanodraad naar de andere. Wanorde in de nanodraad zorgt ervoor dat de domeinwanden energie verliezen, wat hen de vrijheid geeft om over de lengte van de draad te "vallen" terwijl ze heen en weer bewegen.

"We kunnen zeggen dat de domeinmuur beweegt alsof deze zich in een systeem bevindt dat een aanzienlijk grotere effectieve demping heeft dan de werkelijke demping, " zegt NIST-natuurkundige en hoofdonderzoeker Hongki Min. "Deze toename van de effectieve demping is significant genoeg om de interpretatie van de meeste toekomstige experimenten met domeinwanden te beïnvloeden."