19.11.2021, 08:49
По прогнозам, к 2040 году вся производимая в мире энергия будет необходима для удовлетворения вычислительных потребностей нашего общества. Открытое учеными явление несовпадения магнитной и классической симметрий в одном из материалов может помочь решить эту проблему.
В будущем человечество не сможет обойтись без энергоэффективной памяти — возможно, это даже поможет отсрочить энергетический кризис
Для долгосрочного хранения информации в вашем ноутбуке используются магнитные жесткие диски. Они достаточно стабильны и недороги. Но оперативная память с произвольным доступом — та самая оперативка, что есть в каждом компьютере сейчас, не использует магнитную технологию. Ученые всячески пытаются «намагнитить» эту технологию и снизить энергопотребление оперативки, но для этого нужно лучше понять поведение доменных стенок — магнитных дефектов, разделяющих однородные намагниченные области.
Исследователи нашли количественное объяснение нарушения магнитной симметрии при движении доменных стенок на основе экспериментов, проведенных в Калифорнийском университете в Сан-Диего с использованием тонких пленок платины, кобальта и никеля.
Почему это важно? Хотя этот прорыв не приведет к появлению более быстрых компьютерных компонентов, учёные стали лучше понимать фундаментальную физику явления, а значит, и самой технологии.
Учёные объяснили: «Наше представление о симметрии для магнитных материалов сильно разнится с реальной жизнью. Например, если капнуть каплю чернил на плоский лист бумаги, в жизни мы бы ожидали, что она растечется во все стороны, а при наклоне — в сторону наклона. Аналогичный процесс с магнитами будет протекать совершенно иначе».
Заменим «наклон» на приложенное магнитное поле. Исследователи приложили магнитные поля в различных направлениях к образцам и увидели интересное явление — вместо того чтобы расти в направлении, параллельном магнитному полю, подобно расширяющемуся чернильному пятну, домены разрастались в, казалось бы, произвольном направлении, что нарушало традиционные представления о симметрии.
Используя тонкие детали спиновой структуры доменных стенок и учитывая взаимодействие Дзялошинского-Мория (которое проявляет себя в появлении спонтанной намагниченности), исследователи смогли показать, что эти направления не произвольные. Более того, они не являются нарушением магнитной симметрии системы.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials
