کشف نوعی مغناطیس نوظهور؛ مسیر تازه‌ای برای توسعه حافظه‌های فوق‌سریع

پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به شناسایی شکلی کاملاً جدید از مغناطیس در یک ماده بلوری مصنوعی شده‌اند؛ حالتی که آن را «مغناطیس موج-p» (p-wave magnetism) می‌نامند.

به گزارش newatlas این یافته می‌تواند مسیر تازه‌ای برای توسعه حافظه‌های فوق‌سریع و کم‌مصرف در فناوری «اسپین‌ترونیک» فراهم کند؛ شاخه‌ای نوظهور در الکترونیک که به جای حرکت بار الکتریکی، از چرخش یا اسپین الکترون‌ها بهره می‌برد.

اسپین‌های مارپیچی در ساختاری بلوری

در این پژوهش تیم تحقیقاتی در یک نمونه بسیار نازک از بلور یدید نیکل (nickel iodide) مشاهده کردند که اسپین‌های اتم‌های نیکل به‌صورت مارپیچی در سراسر شبکه بلوری ماده آرایش یافته‌اند. این الگوی مارپیچی می‌تواند در دو جهت متفاوت پیچیده شود و نکته جالب اینکه تنها با یک میدان الکتریکی ضعیف — ناشی از تابش نور قطبیده دایره‌ای — قابل تغییر است.

این ویژگی منحصر‌به‌فرد می‌تواند در ساخت تراشه‌های حافظه‌ای بسیار کارآمد برای رایانه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

به گفته ریکاردو کومین، یکی از نویسندگان مقاله منتشرشده در نشریه Nature، «با چنین جریانی از اسپین، می‌توان کار‌های جالبی در سطح دستگاه انجام داد؛ برای مثال، می‌توان حوزه‌های مغناطیسی را جابه‌جا کرد که این قابلیت برای کنترل بیت‌های مغناطیسی بسیار حیاتی است.»

همچنین بخوانید: عکس روز ناسا: عظمت کیهان بر فراز رود لیمای

برتری اسپین‌ترونیک بر الکترونیک سنتی

برخلاف الکترونیک سنتی که وابسته به جابه‌جایی بار‌های الکتریکی است، اسپین‌ترونیک از جابه‌جایی اسپین‌ها بهره می‌برد. این امر منجر به کاهش شدید اتلاف انرژی و تولید گرما می‌شود — مشکلی که در رایانه‌های امروزی موجب افزایش دمای سیستم‌ها می‌شود.

پژوهشگر دیگر این پروژه، چیان سونگ، نیز تأکید دارد که «از آن‌جایی که کنترل این ویژگی مغناطیسی تنها به یک میدان الکتریکی کوچک نیاز دارد، مغناطیس موج-p می‌تواند تا پنج مرتبه بزرگی انرژی کمتری نسبت به روش‌های رایج مصرف کند؛ که رقم قابل‌توجهی است.»

چالشی به نام دمای پایین

با وجود امیدواری‌های فراوان، هنوز راه زیادی تا کاربردی‌سازی این نوع جدید مغناطیس در دستگاه‌های الکترونیکی باقی مانده است. بزرگ‌ترین چالش این است که مغناطیس موج-p تنها در دما‌های بسیار پایین — حدود ۶۰ کلوین (معادل ۲۱۳- درجه سانتی‌گراد) — مشاهده شده است. تا زمانی که پژوهشگران موفق به یافتن موادی با این ویژگی در دمای اتاق نشوند، بهره‌برداری عملی از آن در حافظه‌های آینده امکان‌پذیر نخواهد بود.

اما همین شناسایی نخستین گام مهمی است. اکنون که پژوهشگران می‌دانند به دنبال چه نوع ساختار مغناطیسی‌ای باید باشند، راه برای پیشرفت‌های بیشتر در این حوزه باز شده است.

منبع: برنا