Sfruttamento delle isole magnetiche su scala nanometrica
Una misura importante nella caratterizzazione delle proprietà magnetiche dei materiali è la larghezza della distribuzione del campo di commutazione (SFD), la descrizione statistica dei campi di commutazione osservati. Una vasta SFD, che indica un'inversione in qualche modo casuale della magnetizzazione, non è desiderabile. Lo sfruttamento futuro dei supporti con pattern di bit (BPM), i principali candidati per i nuovi paradigmi di archiviazione dati ad altissima densità, dipende dalla riduzione della SFD. Gli scienziati finanziati dall'UE impegnati nel progetto ANDIST ("Anisotropy distributions in nanomagnetic arrays for patterned media") hanno cercato di accrescere le conoscenze al fine di renderlo possibile. I BPM memorizzano i bit (0 o 1 in base alla direzione della magnetizzazione) in isole magnetiche su scala nanometrica. La densità di memorizzazione aumenta in maniera inversamente proporzionale al diametro dell'isola, aprendo la strada al superamento dei limiti di archiviazione attuali. ANDIST ha sviluppato e utilizzato numerose tecniche sperimentali e di misurazione all'avanguardia per chiarire i fattori sottostanti che incidono sulla SFD nelle isole magnetiche su nanoscala. Un approccio innovativo ha consentito l'osservazione della commutazione magnetica delle singole isole magnetiche di nano-dimensioni fino ad un diametro di 25 micrometri. I risultati sperimentali concordavano con le simulazioni numeriche e il lavoro teorico che consente previsioni dei modelli fino a più piccole isole di diametro inferiore a 10 micrometri. Il lavoro è stato pubblicato sullo stimato Journal of Applied Physics. L'effetto Kerr magneto-ottico (MOKE) è una misura consolidata delle proprietà di magnetizzazione. Gli scienziati hanno sperimentato un nuovo sistema MOKE che consente la misurazione dei meccanismi di inversione della magnetizzazione in piccoli array di isole su nanoscala, con aree inferiori a 2 micrometri quadrati. Il dettaglio senza precedenti consente attualmente la correlazione tra la struttura in nano-scala e le proprietà fisiche con funzione. Infine, il team ha utilizzato tecniche di misurazione a piccoli angoli su array di isole su nanoscala con grande superficie (migliaia di isole) di varie dimensioni e periodicità. Gli scienziati hanno prodotto i risultati più significativi statisticamente fino a oggi su un'isola di medio diametro e in base alla variazione del diametro. I risultati di ANDIST costituiscono una solida base per la progettazione dei futuri dispositivi di memorizzazione a ultra-alta densità. I risultati sono già stati diffusi attraverso numerosi articoli in varie fasi di pubblicazione, nonché in occasione di conferenze, workshop e incontri universitari su invito. La strumentazione e le tecniche nuove fanno parte dell'eredità del progetto. Forti legami scientifici stanno già formando la base di nuove proposte di ricerca congiunte, a garanzia dell'amplificazione dello slancio del progetto.
Parole chiave
Nanoscala, isole magnetiche, nanomagnetico, distribuzione di campo con commutazione, supporti con pattern di bit, densità ultra-alta, archiviazione dei dati, distribuzioni di anisotropia, array nanomagnetici, densità di archiviazione, effetto Kerr magneto