Investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) han logrado un gran avance en el desarrollo de métodos de procesamiento de información en nanoimanes. Usando un nuevo truco, han podido inducir el movimiento sincrónico de las paredes del dominio en un nanoalambre ferromagnético. Esto implicó aplicar un campo magnético pulsado que era perpendicular al plano de las paredes del dominio.

"Esta es una solución radicalmente nueva, ", explicó el profesor Mathias Kläui del Instituto de Física de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz." Nos permite mover las paredes de dominio sincrónicamente a una distancia relativamente grande sin que vuelvan a su posición original ". Esto es esencial para el almacenamiento permanente de datos. porque de otro modo los datos se perderían si los muros de dominio no se desplazaran colectivamente de manera controlada. La investigación se llevó a cabo en cooperación con los grupos de trabajo del profesor Stefan Eisebitt en TU Berlín y la profesora Gisela Schütz del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Stuttgart. Los resultados fueron publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza a finales de marzo.

Los nanocables magnéticos tienen pequeñas regiones de magnetización uniforme llamadas dominios, que se pueden utilizar como unidades de almacenamiento (bits). El sitio donde los dominios de diferente alineación se encuentran entre sí se denomina muro de dominio. La información se puede almacenar en el dominio, y leído y procesado mediante el movimiento de los muros del dominio. El método tiene la gran ventaja de que la información, como en el caso del almacenamiento magnético de datos en general, no se puede perder fácilmente. Esto contrasta con los sistemas de almacenamiento basados ​​en semiconductores, como RAM en PC, que pierden toda la información almacenada sin energía. Además, no se requieren partes móviles frágiles como el cabezal de lectura / escritura de un disco duro.

Hasta ahora no se ha demostrado que sea posible inducir el movimiento controlado y sincronizado requerido de múltiples paredes de dominio utilizando campos magnéticos. El enfoque más obvio sería aplicar un campo magnético en la dirección en la que se produce la magnetización en los diminutos nanocables. Sin embargo, se ha demostrado que esto es ineficaz, ya que hay pérdida de datos. Mathias Kläui y su grupo tomaron un camino radicalmente nuevo. Decidieron aplicar un campo magnético pulsado perpendicularmente a las paredes del dominio magnetizado en el plano. Como los investigadores de Mainz encontraron en su sistema modelo, Es posible personalizar los pulsos de campo asimétricos que proporcionan las fuerzas orientadas hacia adelante y hacia atrás que actúan sobre las paredes del dominio. Por tanto, los datos se pueden mover dentro del medio de almacenamiento de forma controlada.

Los físicos participantes de la Universidad de Mainz primero probaron su concepto en el contexto de simulaciones micromagnéticas y luego lo probaron experimentalmente. Para este propósito, registraron imágenes de la disposición magnética en los diminutos nanocables con la ayuda del anillo de almacenamiento de electrones BESSY II del Centro Helmholtz de Materiales y Energía de Berlín (HZB). Como se esperaba de la simulación, observaron el desplazamiento de las paredes del dominio en una dirección consistente con el modelo. Los científicos también calcularon la energía que sería necesaria para el movimiento de la pared del dominio observado experimentalmente y llegaron a la conclusión de que el consumo de energía del sistema propuesto sería bastante rentable en comparación con los mejores componentes disponibles actualmente.

"Los resultados son muy prometedores. Suponemos que el cambio de paradigma necesario se verá facilitado por este nuevo enfoque y será posible desarrollar un método de movimiento sincrónico eficiente y controlado de las paredes de dominio en nanocables". ", dijo Kläui. Esto allanaría el camino para el desarrollo de componentes espintrónicos no volátiles de la próxima generación, que podría utilizarse en una amplia gama de aplicaciones para el almacenamiento de datos, así como módulos lógicos y de sensores.