(PhysOrg.com) - Los investigadores de magnetismo del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) colorearon muchos huevos recientemente. Los conejos y los niños pueden encontrar los huevos un poco pequeños; de hecho, demasiado pequeño para ver sin un microscopio. Pero estos nanoimanes "eggcentric" tienen otro uso práctico, sugiriendo estrategias para hacer futuras memorias de computadora de bajo consumo.

Para un estudio descrito en un nuevo artículo, Los investigadores del NIST utilizaron la litografía por haz de electrones para fabricar miles de imanes de níquel-hierro, cada uno de unos 200 nanómetros (mil millonésimas de metro) de diámetro. Cada imán tiene normalmente la forma de una elipse, un círculo ligeramente aplanado. Los investigadores también hicieron algunos imanes en tres formas diferentes, parecidas a huevos, con un extremo cada vez más puntiagudo. Todo es parte de la investigación del NIST sobre materiales magnéticos a nanoescala, dispositivos y métodos de medición para apoyar el desarrollo de futuros sistemas de almacenamiento de datos magnéticos.

Resulta que incluso pequeñas distorsiones en la forma del imán pueden provocar cambios significativos en las propiedades magnéticas. Los investigadores descubrieron esto al sondear los imanes con un láser y analizar qué sucede con los "giros" de los electrones. una propiedad cuántica que es responsable de la orientación magnética. Los cambios en la orientación del giro pueden propagarse a través del imán como ondas a diferentes frecuencias. Cuanto más parecido a un huevo es el imán, cuanto más complejos sean los patrones de onda y sus frecuencias relacionadas. (Algo similar sucede cuando arrojas una piedra en un estanque de forma asimétrica). Los cambios son más pronunciados en los extremos de los imanes.

Para confirmar los efectos magnéticos localizados y "colorear" los huevos, Los científicos hicieron simulaciones de varios imanes utilizando el marco micromagnético orientado a objetos del NIST (OOMMF). (Vea el gráfico.) Los colores más claros indican señales de frecuencia más fuertes.

Los efectos del huevo explican el comportamiento errático observado en grandes conjuntos de nanoimanes, que pueden tener una forma imperfecta por el proceso de litografía. Tales distorsiones pueden afectar la conmutación de dispositivos magnéticos. Los resultados del estudio de huevos pueden ser útiles para desarrollar memorias de acceso aleatorio (RAM) basadas en interacciones entre espines de electrones y superficies magnetizadas. Spin-RAM es un enfoque para crear memorias futuras que podrían proporcionar acceso de alta velocidad a los datos y, al mismo tiempo, reducir las necesidades de energía del procesador al almacenar datos de forma permanente en dispositivos cada vez más pequeños. Dar forma a imanes como huevos rompe un patrón de frecuencia simétrico que se encuentra en las estructuras de elipse y, por lo tanto, ofrece la oportunidad de personalizar y controlar el proceso de conmutación.

"Por ejemplo, El patrón intencional de distorsiones similares a huevos en elementos de memoria spinRAM puede facilitar una conmutación más confiable, "dice el físico del NIST Tom Silva, un autor del nuevo artículo.

"También, este estudio ha proporcionado a Easter Bunny un mercado completamente nuevo para el desarrollo de productos ".