Padrões magnéticos em escala atômica semelhantes aos picos de um ouriço podem resultar em discos rígidos com capacidades muito maiores do que os dispositivos atuais, sugere um novo estudo. A descoberta pode ajudar os data centers a acompanhar a demanda exponencialmente crescente por vídeo e armazenamento de dados em nuvem.
Em um estudo publicado hoje na revista Science , pesquisadores da Ohio State University usaram um microscópio magnético para visualizar os padrões, formados em filmes finos de um material magnético incomum, o germanito de manganês. Ao contrário de ímãs familiares, como o ferro, o magnetismo neste material segue hélices, semelhantes à estrutura do DNA. Isso leva a um novo zoológico de padrões magnéticos com nomes como ouriços, anti-ouriços, skyrmions e merons que podem ser muito menores do que os bits magnéticos de hoje.

"Esses novos padrões magnéticos podem ser usados ​​para armazenamento de dados de próxima geração", disse Jay Gupta, autor sênior do estudo e professor de física na Ohio State. "A densidade de armazenamento em discos rígidos está se aproximando de seus limites, relacionados ao quão pequenos você pode fazer os bits magnéticos que permitem esse armazenamento. E isso nos motivou a procurar novos materiais, onde possamos tornar os bits magnéticos muito mais menor."

Para visualizar os padrões magnéticos, Gupta e sua equipe usaram um microscópio de tunelamento em seu laboratório, modificado com pontas especiais. Este microscópio fornece imagens dos padrões magnéticos com resolução atômica. Suas imagens revelaram que em certas partes da amostra, o magnetismo na superfície foi torcido em um padrão semelhante aos espinhos de um ouriço. No entanto, neste caso, o "corpo" do ouriço tem apenas 10 nanômetros de largura, o que é muito menor do que os bits magnéticos de hoje (cerca de 50 nanômetros) e quase impossível de visualizar. Em comparação, um único fio de cabelo humano tem cerca de 80.000 nanômetros de espessura.

A equipe de pesquisa também descobriu que os padrões do ouriço podem ser alterados na superfície com correntes elétricas ou invertidos com campos magnéticos. Isso prenuncia a leitura e gravação de dados magnéticos, potencialmente usando muito menos energia do que atualmente possível.

“Existe um enorme potencial para esses padrões magnéticos permitirem que o armazenamento de dados seja mais eficiente em termos de energia”, disse Gupta, embora alerte que há mais pesquisas a serem feitas antes que o material possa ser usado em um site de armazenamento de dados. "Temos uma enorme quantidade de ciência fundamental ainda a fazer para entender esses padrões magnéticos e melhorar a forma como os controlamos. Mas este é um passo muito empolgante." + Explorar mais

A microscopia de varredura de tunelamento revela as origens de treliças de skyrmion estáveis ​​