Дальневосточные ученые разрабатывают компьютерную память нового поколения

Работающую ячейку вихревой магниторезистивной памяти получили в лаборатории пленочных технологий Школы естественных наук Дальневосточного федерального университета (ДВФУ). Элементы памяти на основе магнитных нанодисков могут стать основой при разработке энергоэффективных и быстродействующих компьютеров нового поколения. Результаты своих исследований ученые ДВФУ совместно с зарубежными коллегами опубликовали в журнале "Scientific Reports".

Основой компьютеров будущего может стать магниторезистивная память, которая сочетает в себе полную энергонезависимость, высочайшую скорость и неограниченное количество циклов чтения и перезаписи. В отличие от запоминающих элементов, ячейки которых хранят информацию в виде заряда, в магниторезистивной памяти для этих целей используется магнитное состояние (намагниченность). Традиционная двоичная логика компьютера использует 2 состояния - 0 и 1. Разработка ученых ДВФУ позволяет продвинуться дальше - кодировать в одной ячейке до 4 состояний.

Как рассказал заведующий лабораторией Алексей Огнев, ученые ДВФУ в течение нескольких лет изучали магнитные нанодиски. Для физиков эти структуры оказались интересны благодаря образующимся в них магнитным вихрям, которые можно охарактеризовать с помощью двух параметров: киральность (направление закручивания намагниченности в диске - по или против часовой стрелки) и полярность (определяет направление намагниченности в центре вихря - вверх или вниз).

"Ученые долго бились над тем, как контролировать эти магнитные состояния, ведь управляя ими, в одной ячейке можно закодировать до четырех разных значений информации, - объяснил научный сотрудник лаборатории Максим Стеблий. - Мы предложили структуру из двух дисков разного диаметра, расположенных ассиметрично. Как оказалось, именно в такой системе "диск на диске" можно четко контролировать киральность магнитного вихря в большом диске и конфигурацию намагниченности в малом диске. Оказалось, что при квазистатическом (до 1 кГц) перемагничивании в малом диске зарождаются только однодоменные состояния, а в динамическом режиме, в магнитных полях или импульсах суб-гигагерцовой частоты, в малом диске зарождается магнитный вихрь. То есть, в одной ячейке мы получили три устойчивых конфигурации вихрей".