Эта методика экспериментальная и требует почти совершенной структуры материала на наноуровне. Не спешите продавать свои акции Seagate - подобная память появится еще очень не скоро.

Намагниченные атомы

Ученому Гвидо Мейеру из Гамбургского университета удалось создать небольшие намагниченные области в нанопроводах, изготовленных из сплава железа с никелем, получившего название Permalloy. По диаметру эти провода меньше микрона. Как и любая магнитная память, эти области состоят из атомов, ориентированных по силовым линиям магнитного поля. Край области называют доменной стенкой и опять-таки, как и в других носителях, наличие или отсутствие бинарного разряда определяется изменением ориентации намагниченных атомов доменной стенки.
 
Группа Мейера использует микроскоп на мягком рентгеновском излучении, созданный Питером Фишером из лаборатории имени Лоуренса в Беркли (шт. Калифорния). Вместо того чтобы определять изменение магнитных полей магнитным образом, рентгеновский микроскоп использовался для наблюдения за доменными стенками, размеры которых не превышают 15 нм, и помогал почти визуально обнаружить ориентацию атомов.

Поскольку, с одной стороны, нанометровый провод содержит ряд намагниченных областей, а с другой - один датчик, рентгеновское устройство, группа Мейера нашла способ перемещать намагниченные области по проводам за счет передачи наносекундных электронных импульсов. В результате намагниченные области перемещаются по проводу со скоростью 110 м/с,  проходя таким образом через рентгеновский микроскоп, который может зафиксировать эти изображения и считать их.
Такие рентгеновские микроскопы было бы невозможно использовать, если бы данная технология была коммерческой. Они достаточно сложны, массивны и дороги, а их необходимо миллионы.

Магнитный рейстрек IBM

Исследовательский центр Almaden компании IBM разрабатывает аналогичную идею в устройстве, получившем название магнитного рейстрека.

В нем используеся относительно длинный нанопровод, состоящий из трех секций: магнитные зоны хранения и область доменных стенок; область считывания с датчиками для чтения/записи намагниченных областей; область результата, где намагниченные зоны и стенки сохраняются после чтения или записи.

Микросхема памяти, в которой применяется данная технология, имеет миллионы U-подобных нанопроводов и встроенных в них датчиков. Эту концепцию IBM запатентовала в 2004 году. Однако дальнейшее развитие проекта было приостановлено, поскольку реальные скорости оказались значительно ниже прогнозируемых научной теорией. Мейеру и его группе удалось ускорить движение магнитных областей по проводу в 100 раз и показать, что такая технология памяти теперь теоретически возможна.

В микросхеме, использующей эту технологию, каждый нанопровод будет считываться последовательно. Это значит, что если у вас есть 8-разрядный провод, то вам необходимо 8 млрд. таких проводов для хранения 1 Гбайт информации вместе с 1 млрд. сенсорных головок чтения/записи.


До производства еще далеко

Производителям необходимо добиться очень высокой чистоты нанопроводов при относительно небольшом числе атомов. Отклонение должно быть минимальным. Любые дефекты приведут к снижению скорости движения магнитных регионов по проводам или к полной остановке. Таким образом, эта исследовательская технология предполагает создание носителя массивной параллельной памяти, чересчур сложного для производства и тестирования, чтобы его можно было реализовать на коммерческой основе.

Это будет крайне трудная производственная задача. Для того чтобы допустить наличие дефектов в некоторых нанопроводах, необходима избыточность микросхем магнитного рейстрека,  что позволит игнорировать плохие элементы. В зависимости от количества дефектов такая избыточность должна составлять  10-20%, а иногда и больше.

Добавьте эту идею к концепции памяти на цилиндрических магнитных доменах и аналогичным
революционным идеям, касающимся создания принципиально новых устройств для хранения информации. Возможно, этого не произойдет никогда. Ученые, занимающиеся нанотехнологиями, вертятся, как жесткие диски, чтобы добиться научной славы и денег из исследовательских фондов.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями