ظهور نسل جدیدی از تکنولوژی ذخیره سازی سه بعدی

فرادید| شبکه‌های نانو سه بعدی، نویدبخش یک عصر جدید در فیزیک حالت جامد مدرن با کاربرد‌های متعدد در فوتونیک، زیست پزشکی و اسپینترونیک هستند. تحقق معماری‌های نانو مغناطیسی سه بعدی می‌تواند دستگاه‌های ذخیره سازی داده بسیار سریع و کم انرژی را فعال کند. به دلیل رقابت متقابل مغناطیسی در این سیستم‌ها، بار‌های مغناطیسی یا تک قطبی‌های مغناطیسی پدیدار می‌شوند که می‌توانند به عنوان حامل‌های اطلاعاتی دوتایی متحرک استفاده شوند.

به گزارش فرادید؛ محققان دانشگاه وین در حال حاضر اولین شبکه مصنوعی سه بعدی یخ را با بار‌های مغناطیسی نامحدود طراحی کرده اند . نتایج منتشر شده در مجله npj Computational Materials اولین تئوری نظری را ارائه می‌ دهد که در شبکه جدید، تک قطبی‌های مغناطیسی در دمای اتاق پایدار هستند و می‌ توانند بر اساس تقاضا توسط میدان‌ های مغناطیسی خارجی هدایت شوند.

تک قطبی‌های مغناطیسی در کلاس مواد مغناطیسی موسوم به یخ‌ های اسپین مشاهده می‌ شوند. با این حال، مقیاس اتمی و درجه حرارت پایین برای ثبات آنها، کنترل پذیری آن‌ها را محدود می‌ کند. این امر منجر به ایجاد یخ چرخان مصنوعی دو بعدی می‌ شود، جایی که لحظات تک اتمی با نانو جزایر مغناطیسی که روی شبکه‌ های مختلف چیده شده اند جایگزین می‌شود. مقیاس بندی بالا امکان مطالعه تک قطبی‌های مغناطیسی در حال ظهور را بر روی سکو‌های در دسترس‌تر فراهم کرد. برعکس جهت مغناطیسی نانو جزایر خاص، تک قطبی‌ ها را یک رأس بیشتر منتشر می‌کند و اثری از خود به جای می‌گذارد. این ردیف، رشته‌های Dirac، لزوماً انرژی را ذخیره می‌کند و تک قطبی‌ها را متصل می‌کند و تحرک آن‌ها را محدود می‌کند.

تیم تحقیق متشکل از سابری کورلاتان فلوریان اسلانوف به رهبری دیتر سوئز در دانشگاه وین ، اکنون اولین شبکه یخ مصنوعی سه بعدی مصنوعی را طراحی کرده اند که مزایای یخ‌ های اسپین مصنوعی و دو بعدی را ترکیب می‌ کند.

در همکاری با گروه مغناطیس و نانو مغناطیس از دانشگاه وین و بخش نظری آزمایشگاه لوس آلاموس ، ایالات متحده، مزایای شبکه جدید با استفاده از شبیه سازی‌های ریز مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفته است . در اینجا، نانو جزایر مسطح دو بعدی با بیضی شکل چرخشی مغناطیسی جایگزین می‌ شوند و از شبکه سه بعدی با تقارن بالا استفاده می‌شود.

سابری کورلاتان، یکی از اولین نویسندگان این مطالعه، اظهار می‌کند: "به دلیل انحطاط حالت زمینی، کشش رشته‌های Dirac بدون اتصال تک قطبی‌های مغناطیسی از بین می‌رود. "

محققان این مطالعه را به مرحله بعدی بردند، جایی که در شبیه سازی‌های خود یک تک قطبی مغناطیسی با استفاده از میدان‌های مغناطیسی خارجی در شبکه پخش شد و کاربرد آن را به عنوان حامل اطلاعات در یک شبکه نانو مغناطیسی سه بعدی نشان داد.

سابری کورالتان می‌افزاید: "ما از بُعد سوم و تقارن زیاد در شبکه جدید استفاده می‌کنیم تا تک قطبی‌های مغناطیسی را باز کرده و تقریباً مانند الکترون‌های واقعی در جهت مورد نظر حرکت دهیم. "

فلوریان اسلانوک، نویسنده اول، نتیجه می‌گیرد: "پایداری حرارتی تک قطبی‌ها در دمای اتاق و بالاتر می‌تواند پایه و اساس نسل جدیدی از فناوری‌های جدید ذخیره سازی سه بعدی را ایجاد کند. "

منبع: ScienceTechDaily