Neue magnetische Material könnte Datenspeicher Computers steigern.


Computer-Festplatten könnte bald viel mehr Speichermöglichkeiten, dank einer neuen Entdeckung eines hochsensiblen magnetischen Materials haben, die ihren Magnetismus mit der kleinsten Veränderungen in der Temperatur ändert.

Das Material nicht noch einen Namen, aber der Entdecker, Ivan Schuller, sagte, dass "magnetische-Oxid Hybrid" wäre ein passender Name, da seine Eigenschaften scheinen eindeutig sein.

"Zu den besten meines Wissens, das das erste Mal, das so etwas in jedem Material, in Anspruch genommen worden ist", sagte Schuller, von der University of California, San Diego, der die Ergebnisse auf der jüngsten Tagung der American Physical Society in Denver in diesem Monat.

Das Material besteht aus einer dünnen Schicht aus Nickel, die magnetische und äußerst hitzeempfindlich ist, und eine weitere Schicht von Vanadium Oxid, dessen Eigenschaften mit der Temperatur ändern. Bei Kälte, Vanadium Oxid wirkt wie ein Isolator, aber bei hohen Temperaturen verhält es sich wie ein Metall. Dazwischen, sagte seine Eigenschaften sind ziemlich eigenartig, jedoch Schuller. [Verdreht Physik: 7 mind-blowing Experimente]

"Wir haben bei der Zusammenstellung ein Oxid und ein magnetisches Material, ein künstliches Material, das einzigartige magnetische Eigenschaften hat," Schuller erzählt Live Science. "Aufgrund der Wechselwirkung an den Schnittstellen – Grenzen – zwischen ihnen, die magnetischen Eigenschaften sind einzigartig."

Jedes magnetische Material hat zwei wichtige Eigenschaften: Magnetisierung und die Koerzitivfeldstärke, die in der Regel sehr schwach Temperatur abhängt. Die Koerzitivfeldstärke ist das kleinste umgekehrte Feld, das angewendet werden, um ein magnetisches Moment (ein Maß für die Stärke und Richtung des magnetischen Feldes) umdrehen muss.

Beispielsweise bei einem einfachen Kühlschrank Magneten die Koerzitivfeldstärke ist sehr groß, und so bei Raumtemperatur ist es immer magnetisiert. Um ihre Koerzitivfeldstärke zu verringern und damit es nichtmagnetischen, muss der Magnet auf eine hohe Temperatur erhitzt werden. Um es wieder zu magnetisieren, muss der Magnet in einem magnetischen Feld platziert werden.

Aber das neue Material ändert drastisch die Koerzitivfeldstärke in einem Abstand von nur 10 Grad Temperatur ändern, sagte Schuller, die beseitigt die Notwendigkeit, es auf eine hohe Temperatur, es erneut zu magnetisieren zu heizen.

Steigerung der Datenspeicherung

Neben der Verwendung von Temperatur, sagte der Forscher, könnten sie möglicherweise Spannung oder Strom verwenden, um die Dichte des magnetischen Materials zu steuern.

Da es noch Grundlagenforschung handelt, ist es schwer vorherzusagen, wo die einzigartigen Eigenschaften des neuen Materials auf einige Verbraucher-Technologie angewandt werden könnte, sagte Schuller. "Aber es zwei mögliche Bereiche gibt, in denen das Potenzial hat: Speicher und Transformatoren." [Die Entwicklung von Computern: 1882 bis Gegenwart]

In der Tat erhalten zukünftige magnetische Speichersysteme erhitzt, mit Laser, die eine Menge von Hitze erfordert. Aber mit dem neuen Material, "Sie müssen kaum es von 20 Grad Kelvin in Koerzitivfeldstärke, eine fünffache Änderung zu erhitzen" sagte er.

Dieses Material könnte auch in elektrischen Netzen, zum Beispiel eine neue Art des Transformators verwendet werden, die plötzliche Stromspitzen, wie z. B. ein Stromstoß oder einem Blitzeinschlag bewältigen könnte. Dies fungiert als eine selbstheilende Schalter – eine so genannte "Störung Strombegrenzer."

Physiker David Lederman der West Virginia University, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, dass die Kontrolle der magnetischen Eigenschaften nur durch die Anwendung eines elektrischen Feldes in Form einer Spannung "ist von großem Interesse für die Datenspeicherung und magnetische Sensoranwendungen."

"Normalerweise magnetische Eigenschaften werden durch magnetische Felder gesteuert, aber Anwendung der Magnetfelder in kleinen Mengen ist schwer zu tun. Jedoch Anwendung eines elektrischen Feldes auf ein kleines Volumen ist relativ einfach, und die Antwort ist auch viel schneller,"sagte er.

Ein magnetische Speicher hat zwei Elemente. Man speichert die Informationen und besteht aus kleinen magnetischen Bits, die durch die Anwendung eines magnetischen Feldes rückgängig gemacht werden können. Dies ist der Prozess "schreiben". Der Zustand dieser Bits ist dann "lesen". Die Lese/Schreib-Gerät ist ein "Lesekopf," die empfindlich auf den Zustand des Gebisses, die ganz in der Nähe ist.

Die gleichen Leseköpfe, die für magnetische Erinnerungen verwendet werden werden auch verwendet, um kleine magnetische Signale für eine Vielzahl von Anwendungen: rotierende Räder, magnetische Biomoleküle Passagier Autos, Handys, GPS-Empfänger, Kompasse und So weiter.

Und da Schuller Team gezeigt hat, dass die Metall-Isolator-Übergangstemperatur grundsätzlich von der Anwendung eines elektrischen Feldes geändert werden kann, dann könnte es möglich sein ", um die Dichte des Materials ändern nur durch die Anwendung eines elektrischen Feldes."

Solche elektrische Kontrolle über Magnetismus hat nicht nachgewiesen, obwohl – und es sollte in Zukunft behandelt werden, für die Forschung "zu erheblichen technologischen Auswirkungen haben", sagte Lederman.

Die Forschung erscheint es kürzlich in einer Ausgabe von einer Zeitschrift Applied Physics Letters.

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