В новой работе ученые из израильского университета Бар-Илан при поддержке американских коллег из Нью-Йоркского университета сконструировали магнитный элемент, имеющий шесть стабильных состояний — прообраз будущих шестиуровневых ячеек магнитной памяти.

В отличие от хорошо известной флэш-памяти, способной сохранить до четырёх бит на ячейку, многоуровневая магнитная память свободна от таких недостатков, как низкая скорость записи и большое энергопотребление.

Для создания такого магнитного элемента не требуется добавлять новые слои, что увеличило бы трудоемкость технологического процесса. Вместо этого единственному слою магнитной пленки придают очертания трёх пересекающихся эллипсов. В центральной области, которая принадлежит всем трём эллипсам, ученые выявили шесть различных стабильных магнитных ориентаций (три пары, ориентированные параллельно большим осям эллипсов).

В статье, опубликованной в Applied Physics Letters, исследователи показали, что такие состояния можно контролировать так называемым методом переключения спин-орбитального момента.

Полученные результаты привлекательны в первую очередь тем, что позволяют увеличить плотность памяти, избегая таких проблем, как взаимные помехи, возникающие при попытках дальнейшей миниатюризации ячеек. Дополнительными бонусами станут сниженная стоимость массивов памяти и увеличенная скорость считывания.

Выполненное численное моделирование показывает, что форма из четырёх пересекающихся эллипсов может дать элемент с восемью магнитными состояниями. Авторы планируют в дальнейшем исследовать пределы такой экстраполяции, а также изготовить демонстрационный прототип, который помог бы убедить представителей индустрии в реальности коммерческих перспектив многоуровневой магнитной памяти.