Patrones magnéticos como púas de erizo, discos duros del futuro
Patrones magnéticos a escala atómica que se asemejan a las púas de un erizo podrían servir como discos duros con capacidades enormemente mayores que los dispositivos actuales, sugiere un nuevo estudio.
El hallazgo podría ayudar a los centros de datos a mantenerse al día con la demanda cada vez mayor de almacenamiento de datos en la nube y video.
En un estudio publicado en la revista Science, investigadores de la Universidad de Ohio State utilizaron un microscopio magnético para visualizar los patrones, formados en películas delgadas de un material magnético inusual, el germanuro de manganeso. A diferencia de los imanes familiares como el hierro, el magnetismo de este material sigue hélices, similar a la estructura del ADN. Esto conduce a un nuevo zoológico de patrones magnéticos con nombres como erizos, anti-erizos, skyrmions y merons que pueden ser mucho más pequeños que los bits magnéticos actuales.
"Estos nuevos patrones magnéticos podrían usarse para el almacenamiento de datos de próxima generación", dijo en un comunicado Jay Gupta, autor principal del estudio y profesor de física en el estado de Ohio. "La densidad de almacenamiento en discos duros se está acercando a sus límites, en relación con lo pequeños que se pueden hacer los bits magnéticos que permiten ese almacenamiento. Y eso nos motivó a buscar nuevos materiales, donde podríamos hacer que los bits magnéticos fueran mucho más pequeños."
Para visualizar los patrones magnéticos, Gupta y su equipo utilizaron un microscopio de túnel de barrido en su laboratorio, modificado con puntas especiales. Este microscopio proporciona imágenes de los patrones magnéticos con resolución atómica. Sus imágenes revelaron que en ciertas partes de la muestra, el magnetismo en la superficie se retorció en un patrón que se asemeja a las púas de un erizo. Sin embargo, en este caso, el "cuerpo" del erizo tiene sólo 10 nanómetros de ancho, que es mucho más pequeño que los bits magnéticos actuales (alrededor de 50 nanómetros), y casi imposible de visualizar. En comparación, un solo cabello humano tiene un grosor de aproximadamente 80.000 nanómetros.
El equipo de investigación también descubrió que los patrones de erizo podrían desplazarse en la superficie con corrientes eléctricas o invertirse con campos magnéticos. Esto presagia la lectura y escritura de datos magnéticos, potencialmente usando mucha menos energía de la que es posible actualmente.
"Existe un enorme potencial para que estos patrones magnéticos permitan que el almacenamiento de datos sea más eficiente desde el punto de vista energético", dijo Gupta, aunque advierte que hay más investigación por hacer antes de que el material pueda utilizarse en un sitio de almacenamiento de datos. "Todavía tenemos una gran cantidad de ciencia fundamental por hacer para comprender estos patrones magnéticos y mejorar la forma en que los controlamos. Pero este es un paso muy emocionante".
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