Dans cette illustration de la mémoire magnétique à fréquence contrôlée, une sonde sphérique magnétique fixée à l'extrémité d'un cantilever souple est utilisée pour détecter la dynamique de magnétisation dans le nanodisque à l'état de vortex situé en dessous. Crédit image :B. Pigeau, et al.
(PhysOrg.com) -- En utilisant des nanopoints magnétiques à l'état de vortex, les chercheurs ont conçu un nouveau type de mémoire non volatile qui pourrait offrir une vitesse et une densité accrues pour la prochaine génération de mémoires vives non volatiles (RAM). La nouvelle conception tire parti de la capacité des vortex magnétiques à stocker des informations binaires sous forme de polarités de noyau positives ou négatives, qui peut être contrôlé en changeant simplement la fréquence des noyaux de vortex rotatifs des nanodots.
La nouvelle technique, appelée mémoire vortex magnétique à fréquence contrôlée, a été développé par une équipe de chercheurs, B. Pigeau, et al., de France, Allemagne, et les États-Unis. Leur étude est publiée dans un récent numéro de Lettres de physique appliquée .
Comme l'expliquent les chercheurs, le concept d'utilisation de nano-objets magnétiques pour stocker des informations binaires pour la RAM magnétique a déjà été étudié, mais il a été difficile de trouver un mécanisme pour inverser l'aimantation à l'intérieur des nano-objets individuels. Ici, les chercheurs réalisent cette inversion en utilisant des impulsions micro-ondes en combinaison avec un champ magnétique statique. Dans ce schéma, les fréquences de noyau tournant grandes et petites sont associées à des polarités de noyau positives et négatives, respectivement. Dans une polarité de noyau positive, le noyau est parallèle au champ magnétique appliqué, tandis que dans une polarité de noyau négative, le noyau est antiparallèle au champ magnétique appliqué. Un microscope à force de résonance magnétique (MRFM) extrêmement sensible est utilisé pour traiter la fréquence de résonance des rotations du noyau de vortex des nanopoints magnétiques, permettant aux chercheurs de contrôler les états de polarité de nanopoints individuels.
La conception de la mémoire des chercheurs se compose d'un réseau de nanopoints magnétiques et d'un électro-aimant qui génère un champ magnétique statique perpendiculaire au réseau de points. La petite sonde magnétique du MRFM (800 nanomètres de diamètre) peut balayer les nanopoints d'un micromètre de diamètre et contrôler localement ce champ magnétique.
Pour lire l'état de polarité du noyau d'un nanodot, un faible champ magnétique micro-onde est utilisé pour lire la fréquence du noyau tournant avec la sonde. Comme l'expliquent les chercheurs, le champ magnétique hyperfréquence utilisé pour lire l'état de polarité doit être suffisamment faible pour que la polarité du noyau ne soit pas inversée pendant la séquence de lecture.
En augmentant la force de ce champ magnétique micro-onde appliqué, il est possible d'inverser la polarité du noyau du nanodot, donc écrire des données. Une fois inversé, la polarité du noyau n'est pas en résonance avec l'impulsion d'écriture de sorte qu'elle ne peut pas être inversée à moins que la fréquence de l'impulsion ne soit modifiée. Les chercheurs ont démontré cette technique d'écriture des centaines de fois sans échec, et sans affecter les nanopoints voisins.
« Ce mécanisme d'inversion dynamique est d'un intérêt fondamental mais a également une application potentielle dans les technologies de l'information, avec la polarité du noyau de vortex codant l'information binaire, » co-auteur Grégoire de Loubens, du Commissariat à l'Énergie Atomique de Saclay à Gif-sur-Yvette, La France, Raconté PhysOrg.com .
"En somme, notre prototype de mémoire vortex magnétique à fréquence contrôlée présente deux avantages principaux, " il a dit. « En raison de la discrimination de fréquence permise par un petit champ de polarisation perpendiculaire, il n'est pas nécessaire de contrôler la polarisation circulaire du champ hyperfréquence et de chronométrer précisément l'impulsion d'écriture car elle doit être en champ nul. Aussi, l'adressage déterministe et local dans un grand réseau de cellules mémoire est facilement obtenu en utilisant le champ parasite de la sonde MRFM, qui peut être scanné latéralement.
Les chercheurs prévoient d'améliorer la nouvelle mémoire magnétique à fréquence contrôlée de plusieurs manières, comme en disposant les points dans un tableau carré régulier et en augmentant le rapport hauteur/largeur des points. Ils envisagent également de remplacer le MRFM, qui contient des pièces mobiles, avec des détecteurs électriques locaux pour le processus de lecture. En outre, ils espèrent étudier l'empilement de points de différents rapports d'aspect (et différentes fréquences de résonance) les uns sur les autres pour créer une mémoire multi-registres.
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