В настоящее время в компьютерах доминируют два типа записи информации – устройства с произвольным доступом (RAM, оперативная память) и магнитные жесткие диски (HDD). Жесткие диски значительно дешевле, однако их быстродействие лимитируется скоростью вращения. RAM-память всем хороша, но пока чрезвычайно дорога. Исследователи из IBM Almaden Research Center (США) разрабатывают новый тип устройства записи информации, который должен объединить преимущества RAM и HDD.
Новый метод записи называется racetrack memory. В нем для хранения информации используются магнитные домены в длинных колоннах магнитного материала (нанопроводах), выстроенных перпендикулярно кремниевой подложке и образующих трек (рис. 1). Размер домена (т.е. бита информации) задается расстоянием между центрами пиннинга, которые заранее формируют в нанопроводе. Центры пиннинга можно создавать различными способами (насечки, модуляция толщины провода и т.п.). Они должны не только задавать размер бита, но и стабилизировать магнитный момент домена.
Биты считываются туннельным магниторезистивным устройством, расположенным в контакте с треком. Для этого последовательность битов должна перемещаться вдоль нанопровода, т.е. должно быть реализовано согласованное движение доменных стенок. Это осуществляется при помощи наносекундных импульсов тока. Дело в том, что ток в намагниченном материале становится спин-поляризованным и, следовательно, оказывает влияние на элементарные магнитные моменты доменной стенки и способен вызвать ее движение (рис. 2 и 3). Доменные стенки перемещаются в направлении движения электронов.
Пока трудно сказать, насколько перспективной является предложенная память. Исследователям придется преодолеть множество трудностей. Например, пропускаемый ток в ряде случаев разогревает нанопровода выше температуры Кюри материала. Однако уже удалось продемонстрировать устройство, оперирующее тремя битами информации. В IBM утверждают, что работа в этом направлении будет продолжена.
С достижениями в области racetrack memory можно ознакомиться в статьях «Magnetic Domain-Wall Racetrack Memory» и «Current-Controlled Magnetic Domain-Wall Nanowire Shift Register», опубликованных в Science, а также в пресс-релизе IBM.
Новый метод записи называется racetrack memory. В нем для хранения информации используются магнитные домены в длинных колоннах магнитного материала (нанопроводах), выстроенных перпендикулярно кремниевой подложке и образующих трек (рис. 1). Размер домена (т.е. бита информации) задается расстоянием между центрами пиннинга, которые заранее формируют в нанопроводе. Центры пиннинга можно создавать различными способами (насечки, модуляция толщины провода и т.п.). Они должны не только задавать размер бита, но и стабилизировать магнитный момент домена.
Биты считываются туннельным магниторезистивным устройством, расположенным в контакте с треком. Для этого последовательность битов должна перемещаться вдоль нанопровода, т.е. должно быть реализовано согласованное движение доменных стенок. Это осуществляется при помощи наносекундных импульсов тока. Дело в том, что ток в намагниченном материале становится спин-поляризованным и, следовательно, оказывает влияние на элементарные магнитные моменты доменной стенки и способен вызвать ее движение (рис. 2 и 3). Доменные стенки перемещаются в направлении движения электронов.
Пока трудно сказать, насколько перспективной является предложенная память. Исследователям придется преодолеть множество трудностей. Например, пропускаемый ток в ряде случаев разогревает нанопровода выше температуры Кюри материала. Однако уже удалось продемонстрировать устройство, оперирующее тремя битами информации. В IBM утверждают, что работа в этом направлении будет продолжена.
С достижениями в области racetrack memory можно ознакомиться в статьях «Magnetic Domain-Wall Racetrack Memory» и «Current-Controlled Magnetic Domain-Wall Nanowire Shift Register», опубликованных в Science, а также в пресс-релизе IBM.
