Eine Gruppe von Forschern des Paul Scherrer Instituts (Villigen, Schweiz) und der ETH Zürich hat die Wirkungsweise eines interessanten Phänomens des Magnetismus auf atomarer Ebene untersucht und bestätigt. Das atypische Verhalten von Magneten auf der Ebene von Nanometerclustern wurde vor 60 Jahren vom sowjetischen und amerikanischen Physiker Igor Ekhielevich Dzyaloshinskii vorhergesagt. Forscher in der Schweiz konnten solche Strukturen schaffen und sagen ihnen nun eine glänzende Zukunft voraus, nicht nur als Speicherlösungen, sondern – sehr ungewöhnlich – auch als Ersatz für Transistoren in Prozessoren mit nanoskaligen Elementen.
In unserer Welt zeigt die Kompassnadel immer nach Norden, was es ermöglicht, die Richtung nach Osten und Westen zu erkennen. Magnete mit entgegengesetzter Polarität ziehen sich an und unipolare Magnete stoßen ab. Im Mikrokosmos der Größenordnung mehrerer Atome laufen magnetische Prozesse unter bestimmten Bedingungen unterschiedlich ab. Bei der Nahwechselwirkung von Kobaltatomen beispielsweise sind die benachbarten Magnetisierungsbereiche in der Nähe der nach Norden ausgerichteten Atome nach Westen ausgerichtet. Ändert sich die Ausrichtung nach Süden, dann ändern die Atome in der Nachbarregion die Ausrichtung der Magnetisierung nach Osten. Wichtig ist, dass sich die Kontrollatome und die Slave-Atome in derselben Ebene befinden. Bisher wurde ein ähnlicher Effekt nur bei vertikal angeordneten Atomstrukturen (übereinander) beobachtet. Die Anordnung von Kontroll- und Kontrollbereichen auf derselben Ebene eröffnet den Weg für die Gestaltung von Computer- und Speicherarchitekturen.
Die Magnetisierungsrichtung der Steuerschicht kann sowohl durch ein elektromagnetisches Feld als auch durch Strom verändert werden. Nach den gleichen Prinzipien werden Transistoren gesteuert. Nur im Fall von Nanomagneten kann die Architektur einen Entwicklungsimpuls sowohl im Hinblick auf die Produktivität als auch im Hinblick auf die Einsparung von Verbrauch und die Reduzierung des Lösungsbereichs (Verringerung des Umfangs des technischen Prozesses) erhalten. In diesem Fall fungieren gekoppelte Magnetisierungszonen, die durch Umschalten der Magnetisierung der Hauptzonen gesteuert werden, als Tore.
Das Phänomen der gekoppelten Magnetisierung wurde durch das spezielle Design des Arrays offenbart. Dazu wurde eine 1,6 nm dicke Kobaltschicht oben und unten von Substraten umgeben: unten Platin, oben Aluminiumoxid (im Bild nicht dargestellt). Ohne diese kam es nicht zu der damit verbundenen Nordwest- und Südostmagnetisierung. Das entdeckte Phänomen kann auch zur Entstehung synthetischer Antiferromagnete führen, was auch den Weg für neue Technologien zur Datenaufzeichnung ebnen kann.
Source: 3dnews.ru