p A memória Racetrack é uma solução potencial de última geração para nossos dispositivos de armazenamento digital. Contudo, Os experimentos atuais usando nanofios ferromagnéticos de camada única são menos eficientes do que o esperado. Nova pesquisa publicada em Relatórios Científicos mostra que substituí-los por um nanofio ferriímã sintético de camada dupla reduz os requisitos de corrente elétrica por um fator de dez, e os requisitos de energia por um fator de cem. p Correndo pela pista

p Ao comprar um novo computador, temos que fazer uma escolha entre um disco rígido convencional barato, e um dispositivo de armazenamento de estado sólido. Os discos rígidos convencionais têm partes móveis, que pode falhar, e é preciso muita energia para manter os discos girando. Dispositivos de estado sólido são mais rápidos, e menos sujeito a falhas, mas são consideravelmente mais caros. Pesquisa publicada recentemente em Relatórios Científicos nos aproxima de uma terceira opção - um novo estilo de dispositivo que tem o potencial de ser 100 vezes mais barato do que as tecnologias atuais.

p A memória Racetrack é uma forma experimental de armazenamento que armazena dados como uma série de domínios magnéticos em um nanofio, usando correntes elétricas para 'empurrar' os domínios para além de um elemento de leitura / gravação. A memória da pista de corrida teria uma densidade de armazenamento mais alta do que os dispositivos de estado sólido comparáveis, combinada com um desempenho de leitura / gravação mais rápido e menor consumo de energia.

p Em dispositivos experimentais usando um único nanofio ferromagnético, o desempenho foi afetado por imperfeições no fio, o que torna mais difícil mover os domínios magnéticos, e requer correntes elétricas mais altas.

p Nanofios de ferriímã sintéticos aceleram as coisas

p Christopher Marrows, Professor de Física da Matéria Condensada da Universidade de Leeds, liderou uma colaboração internacional de pesquisadores que investigam a hipótese de que o desempenho poderia ser melhorado usando um nanofio de duas camadas, com domínios magnéticos opostos em cada camada para formar um ferriímã sintético. Essa abordagem simplificaria as estruturas de parede de domínio.

p Como eles precisavam determinar o que estava acontecendo em ambas as camadas de fios, os pesquisadores usaram uma combinação de abordagens de imagem. Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), realizado na Universidade de Glasgow, mostrou o que estava ocorrendo nas camadas combinadas. Na linha de luz de Nanociência de Diamond (I06), os pesquisadores usaram o XMCD-PEEM (Dicroísmo Circular Magnético de Raios-X, Microscopia de emissão de fotoelétrons de raios-X), uma técnica que é muito sensível à superfície e, portanto, enxerga a camada superior do nanofio. Ao combinar os dois conjuntos de resultados, os eventos que ocorrem em ambas as camadas podem ser conhecidos.

p Os resultados mostraram que o ferriímã sintético realmente permite que as paredes do domínio se movam com uma corrente mais baixa, por um fator de 10. Isso corresponde a uma redução de 100 vezes na quantidade de energia necessária. A modelagem teórica (realizada no RIKEN Center for Emergent Matter Science) explica o efeito, mostrando que as paredes de domínio mais simples não são o único fator; a maneira como as camadas interagem também torna mais fácil mover os dados.

p A linha de chegada está à vista?

p Para que todo o potencial da memória da pista de corrida seja realizado, ele precisa ir além de 2-D (um fio plano em uma superfície plana), para torres de memória 3-D, nesse ponto, todos os benefícios da densidade de armazenamento / redução de custos entrarão em ação. Para que se torne uma possibilidade, é necessária outra descoberta. Enquanto isso, Prof Marrows voltou sua atenção para os skyrmions, que ele descreve como paredes de domínio envoltas em objetos circulares. "Se você pensar nas paredes do domínio como contas se movendo em um ábaco, " ele diz, "então os skyrmions são partículas em uma superfície - eles podem se mover em 2-D. Eles também podem ser usados ​​para construir a memória da pista de corrida em que nossos dispositivos futuros dependerão."

p "O que é particularmente empolgante neste campo de pesquisa, "O Prof Marrows continua, "é que estamos estudando conceitos esotéricos da física quântica que estão surpreendentemente próximos de ter aplicações no mundo real."