研究人员利用 3D超材料将位序列存储在圆柱形磁畴中。这一创新可能会改变数据存储和磁电子学。

研究人员首次证明，不仅是单个比特，整个比特序列都可以存储在圆柱形域中：圆柱形区域的尺寸仅为 100 纳米左右。正如该团队在《先进电子材料》杂志上报道的那样，这些发现可能为新型数据存储和传感器铺平道路，甚至包括神经网络的磁性变体。

突破性的磁存储

“圆柱形畴，我们物理学家也称之为气泡畴，是薄磁层中的一个微小的圆柱形区域。它的自旋，即电子的固有角动量，在材料中产生磁矩，指向特定的方向。这会产生与周围环境不同的磁化。想象一下，一个小小的圆柱形磁泡漂浮在相反磁化的海洋中，”亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心离子束物理与材料研究所的 Olav Hellwig 教授在描述他的研究主题时说道。他和他的团队相信，这种磁结构在自旋电子学应用方面具有巨大的潜力。

“我们正在努力通过将存储扩展到三维来克服[当前]数据密度限制。”—— Olav Hellwig 教授

畴壁和数据密度

磁畴壁形成于圆柱形磁畴的边缘，磁化方向在这些边缘区域发生变化。在 Hellwig 团队试图实现的磁存储技术中，精确控制磁畴壁中的自旋结构至关重要，因为磁畴壁的顺时针或逆时针方向可直接用于编码比特。

研究人员还关注另一个方面：“我们目前的硬盘，其磁道宽度为 30 至 40 纳米，位长度为 15 至 20 纳米，在邮票大小的表面上可容纳约 1TB 的数据。我们正在努力通过将存储扩展到三维来克服这种数据密度限制，”Hellwig 解释道。