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Nanocable en lugar de un disco duro

03.01.2022

Un equipo internacional de científicos dirigido por el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge ha utilizado técnicas de impresión 3D de vanguardia para crear espirales magnéticas dobles que sirven como portadores de información. Los investigadores descubrieron que crean texturas topológicas a escala nanométrica en un campo magnético. Anteriormente, nadie había registrado tal fenómeno, y los descubridores creen que el nanocable trenzado puede convertirse en el "ancestro" de la próxima generación de dispositivos magnéticos.

Los imanes se utilizan ampliamente en dispositivos de almacenamiento y sistemas informáticos. La desventaja de estos últimos es que los puntos de magnetización en ellos son estructuras bidimensionales. Pero la arquitectura de nanocables es tridimensional, lo que permite una mayor densidad de grabación, además de cambiar las propiedades magnéticas del dispositivo y ampliar significativamente su funcionalidad.

Hasta ahora, esta idea ha sido muy difícil de implementar porque los científicos no han tenido la capacidad de crear sistemas magnéticos tridimensionales. Por ello, en los últimos años, la investigación de International Group se ha centrado en el desarrollo de nuevos métodos para visualizar estructuras magnéticas tridimensionales y tecnología de impresión 3D para materiales magnéticos.

Usando técnicas avanzadas de imágenes de rayos X (laminografía de rayos X blanda), los investigadores encontraron que una estructura tridimensional, como la estructura del ADN, da como resultado una textura de magnetización completamente diferente en comparación con la textura de las estructuras 2D.

Las paredes de los dominios magnéticos (áreas donde la magnetización se concentra en una dirección) de las espirales vecinas están muy cerca unas de otras, también están deformadas, porque los nanocables están entrelazados. Bajo la acción de un campo magnético, estas paredes se atraen aún más entre sí, giran y luego se "fijan" y forman fuertes enlaces regulares, similares a los pares de bases en el ADN.

Las espirales magnéticas brindan a los investigadores la capacidad de simular un campo magnético a nanoescala y, posteriormente, controlar la fuerza del campo.

En los discos duros convencionales, los dominios magnéticos en los platos se consideran estructuras bidimensionales: islas de magnetización. Un grupo internacional de científicos presentó un trabajo sobre el estudio de las propiedades magnéticas de los objetos tridimensionales. La transición de los campos magnéticos planos convencionales para el registro de datos a los campos masivos abre el camino para un aumento significativo en la densidad de registro. Puede que nos sorprenda lo que reemplazará a los discos duros.

La densidad de dominios magnéticos en los discos HDD se acerca a su límite. Las islas vecinas de magnetización comienzan a influirse entre sí y destruyen la magnetización (datos registrados). Para contrarrestar esto, se utilizan tecnologías avanzadas HAMR y MAMR (calefacción local y microondas) para ayudar a superar la fuerza coercitiva y registrar datos sin perder la magnetización. Pero todo tiene un límite, por lo que en paralelo se buscan alternativas, una de las cuales está encaminada a desarrollar la llamada memoria de pista o de carrera.

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