Жесткие диски на «скирмионах» – в 20 раз объемнее стандартных

Новости

Разработки немецких ученых в области контроля над особыми физическими объектами — «скирмионами», позволят увеличить плотность записи информации на магнитных накопителях. По предварительным данным — в 20 и более раз, технология обещает стать перспективной.

Жесткие диски на «скирмионах»

Скирмионами называют особые группы атомов, образующие устойчивые магнитные завихрения, то есть, участок намагниченного пространства с отличными от соседних объектов свойствами. Открыл их британский физик Тони Скирм (Tony Skyrme) еще в 60-х гг. прошлого века – в его честь они и названы. До недавнего времени практической пользы от скирмионов не было – ученым никак не удавалось управлять ими. И вот группа немецких физиков под руководством Кристена Вон Бергмана (Kristen von Bergmann) наконец-то совершила прорыв – специалисты научились создавать и разрушать скирмионы. Правда, до серийного внедрения новой технологии еще очень далеко и пока работы проводятся исключительно в рамках лабораторных экспериментов.
Жесткие диски на «скирмионах»

Однако, потенциал у открытия весьма большой – это ключ к преодолению проблемы суперпарамагнетизма, камня преткновения в совершенствовании магнитных носителей информации. Каждый записанный на жесткий диск бит данных в физическом представлении является кусочком поверхности магнитной пластины, то есть, крупной группой атомов(5-6 тыс.), с единым направлением магнитного поля. Называется такое образование доменом и от того, сколько их размещается на пластине, зависит плотность записи и граничный объем носителя. Проблема в том, что при искусственном уменьшении размеров домена возникает паразитное явление суперпарамагнетизма – направление магнитного поля перестает быть устойчивым и меняется на тоже, что и на соседних участках.

То есть, теряется возможность использования принципа кодирования информации в двоичном виде – долгие годы обойти данное ограничение было невозможно. Однако, скирмионы обладают и стабильным магнитным полем, и размерами порядка 300 атомов. И если удастся создать носитель, где физическим аналогом единицы информации будет скирмион, его емкость при тех же габаритах окажется в 20 раз больше, чем у представленных в современных магазинах жестких дисков – даешь миллионы терабайт в каждый дом! Правда, это не более чем теория, точнее, всего лишь один из успешных вариантов развития технологии, а вовсе не прогноз.
Жесткие диски на «скирмионах»

На данный момент существует слишком много сложностей — например, эксперимент проводился при температуре 4,2 K, что недалеко от абсолютного нуля и это нереально повторить в бытовых условиях. Для формирования скирмионов использовался дорогостоящий туннельный микроскоп, излучающий потоки электронов с заданным спином – по сравнению со считывающей головкой типового жесткого диска это очень сложное и дорогое устройство. Кроме того, одновременно ученым удавалось контролировать максимум 4 скирмиона, да и то вероятность успеха оценивалась как 60%. Есть вопросы и к самому материалу, из которого предполагается делать накопители – палладиево-иридиевые пластины слишком дороги для массового использования.

Смотрите также: