Paul Scherrer -instituutin (Villigen, Sveitsi) ja ETH Zürichin tutkijaryhmä on tutkinut ja vahvistanut kiehtovan magnetismin ilmiön toiminnan atomitasolla. Neuvostoliittolainen ja yhdysvaltalainen fyysikko Igor Yekhilievich Dzyaloshinsky ennusti magneettien epätyypillisen käyttäytymisen nanometrimittakaavan klusteritasolla 60 vuotta sitten. Sveitsiläiset tutkijat ovat onnistuneet luomaan tällaisia rakenteita ja ennustavat nyt niille valoisaa tulevaisuutta paitsi tiedontallennusratkaisuina myös, melko epätavallisesti, transistorien korvaajina nanomittakaavan elementtejä sisältävissä prosessoreissa.
Maailmassamme kompassin neula osoittaa aina pohjoiseen, minkä ansiosta voimme määrittää idän ja lännen suunnan. Vastakkaisnapaiset magneetit vetävät toisiaan puoleensa, kun taas unipolaariset hylkivät toisiaan. Mikroskooppisessa maailmassa, muutaman atomin mittakaavassa, magneettiset prosessit tapahtuvat tietyissä olosuhteissa eri tavoin. Esimerkiksi kobolttiatomien lyhyen kantaman vuorovaikutuksissa pohjoiseen suuntautuneiden atomien lähellä olevat vierekkäiset magnetisaatioalueet ovat suuntautuneet länteen. Jos suunta muuttuu etelään, viereisen alueen atomit muuttavat magnetisaatiosuuntaansa itään. Tärkeää on, että ohjaava ja orja-atomi sijaitsevat samassa tasossa. Aiemmin tätä ilmiötä havaittiin vain pystysuunnassa järjestetyissä atomirakenteissa (yksi toisen yläpuolella). Ohjaavan ja orja-alueen järjestäminen samaan tasoon avaa tietä laskenta- ja muistiarkkitehtuurien suunnittelulle.
Ohjauskerroksen magnetisaation suuntaa voidaan muuttaa joko sähkömagneettisen kentän tai virran avulla. Transistoreita ohjataan samoilla periaatteilla. Vain nanomagneettien avulla arkkitehtuuri voi saavuttaa merkittäviä parannuksia suorituskyvyssä, tehonkulutuksessa ja jalanjäljen pienentämisessä (pienentäminen). Tässä tapauksessa portit ovat kytkettyjä magnetisointivyöhykkeitä, joita ohjataan vaihtamalla päävyöhykkeiden magnetointia.
Kytketyn magnetisaation ilmiö löydettiin erityisessä matriisirakenteessa. 1,6 nm:n paksuinen kobolttikerros oli ympäröity ylä- ja alapuolella substraateilla: alhaalla platinalla ja päällä alumiinioksidilla (ei näy kuvassa). Ilman tätä luoteis- ja kaakkoissuuntaista kytkettyä magnetisaatiota ei olisi tapahtunut. Löydetty ilmiö voisi myös johtaa synteettisten antiferromagneettien kehittämiseen, mikä voisi myös tasoittaa tietä uusille tiedontallennustekniikoille.
Lähde: 3dnews.ru
