Учеными созданы магнитные материалы наноразмерного диапазона, которые могут быть использованы при создании нано-памяти и логических цепей, работающих при комнатных температурах.

Как сообщает Nanotechweb, Торстеном Хеседалем (Thorsten Hesjedal) и его коллегами из Университета Ватерлоо, Канада (University of Waterloo), были проведены исследования магнитных свойств наноразмерных точек. Как оказалось, наноструктуры в виде галстука-бабочки характеризуются особенными магнитными свойствами.

Элементарным блоком любой магнитологического устройства – памяти или логики является наноразмерный магнит. Эта наноструктура кроме магнитных свойств, должна при внешнем воздействии «переключать» свое состояние с логического «0» на логическую «1» и наоборот.

Эти отдельные нано-домены собираются затем в логику необходимой структуры, которая выполняет требуемые операции, проходящие благодаря магнитостатическому взаимодействию между доменами. Эти внутренние взаимодействия между магнитными доменами наиболее всего интересуют ученых.

Рис. 1. Различные формы магнитных наноструктур (University of Waterloo)

Торстен и его коллеги провели ряд исследований с помощью компьютерного моделирования, взяв за основу наноточки из специального сплава Permalloy (это никелево-железный сплав, часто применяющийся в радиотехнической индустрии под кодом LLG).

Компания IBM использует сплав LLG довольно часто для производства элементов с гигантским магнитосопротивлением. Ученым хотелось точно узнать, как будут вести себя в составе логики нано-магниты разной формы: прямоугольной, эллипсоидной и в виде галстука-бабочки. Все наноструктуры были одинакового объема и имели толщину 12 нанометров.

Рис. 2. Математическое моделирование магнитных свойств нано-бабочек (University of Waterloo)

Исследуя петлю гистерезиса всех типов наноструктур, Хеседаль и его коллеги вычислили их коэрцитивную силу и остаточную намагниченность. Как оказалось, комбинация эллипсов и прямоугольников дает уменьшение коэрцитивной силы, а «нано-бабочки» вообще характеризуются ее наименьшим значением.

Далее ученые начали комбинировать наностуркуты в составе магнитной матрицы, для того, чтобы найти их оптимальное расположение в составе магнитологического устройства.

В результате команда подобрала наиболее удобоваримое сочетание форм наночастиц и их расположения на плоской поверхности.

Как говорит Хеседаль – следующим шагом исследователей будет создание конкретного логического устройства на основе магнитных нано-бабочек.