Paul Scherrer Instituten (Villigen, Sveitsi) ja ETH Zurichin tutkijoiden ryhmä on tutkinut ja vahvistanut mielenkiintoisen magnetismin toiminnan atomitasolla. Neuvostoliiton ja amerikkalainen fyysikko Igor Ekhielevich Dzyaloshinsky ennusti 60 vuotta sitten magneettien epätyypillisen käyttäytymisen nanometriklustereiden tasolla. Sveitsiläiset tutkijat ovat pystyneet luomaan tällaisia rakenteita ja ennustavat niille nyt valoisaa tulevaisuutta, ei vain tallennusratkaisuina, vaan myös, hyvin epätavallisesti, korvaamaan transistoreja prosessoreissa, joissa on nanomittakaavan elementtejä.
Maailmassamme kompassin neula osoittaa aina pohjoiseen, mikä mahdollistaa suunnan tuntemisen itään ja länteen. Vastakkaisnapaiset magneetit vetävät puoleensa ja yksinapaiset hylkivät. Useiden atomien mittakaavan mikrokosmoksessa magneettiset prosessit tapahtuvat tietyissä olosuhteissa eri tavalla. Esimerkiksi kobolttiatomien lyhyen kantaman vuorovaikutuksen tapauksessa pohjoiseen suuntautuneiden atomien lähellä olevat magnetoitumisalueet ovat länteen. Jos suunta muuttuu etelään, niin viereisen alueen atomit muuttavat magnetisoinnin suuntausta itään. Mikä tärkeintä, ohjausatomit ja orjaatomit sijaitsevat samassa tasossa. Aikaisemmin samanlainen vaikutus havaittiin vain pystysuoraan järjestetyissä atomirakenteissa (toistensa yläpuolella). Ohjaus- ja ohjattujen alueiden sijainti samassa tasossa avaa tien laskenta- ja tallennusarkkitehtuurien suunnitteluun.
Ohjauskerroksen magnetoinnin suuntaa voidaan muuttaa sekä sähkömagneettisen kentän että virran avulla. Transistoreja ohjataan samoilla periaatteilla. Vain nanomagneettien tapauksessa arkkitehtuuri voi saada sysäyksen kehitykseen sekä tuottavuuden että kulutuksen säästämisen ja ratkaisualueen pienentämisen (teknisen prosessin mittakaavan) kannalta. Tässä tapauksessa kytketyt magnetointivyöhykkeet, joita ohjataan vaihtamalla päävyöhykkeiden magnetointia, toimivat portteina.
Kytketyn magnetoinnin ilmiö paljastui ryhmän erityisessä suunnittelussa. Tätä varten 1,6 nm paksu kobolttikerros ympäröitiin ylä- ja alapuolelta substraateilla: alapuolella platina ja yläpuolella alumiinioksidi (ei näy kuvassa). Ilman tätä liittyvää luoteeseen ja kaakkoon liittyvää magnetoitumista ei tapahtunut. Lisäksi löydetty ilmiö voi johtaa synteettisten antiferromagneettien syntymiseen, mikä voi myös avata tien uusille tiedontallennustekniikoille.
Lähde: 3dnews.ru