Après avoir exécuté une série de simulations informatiques complexes, les chercheurs ont découvert que les défauts dans la structure des fils magnétiques nanométriques jouent un rôle important dans la détermination de la vitesse de fonctionnement de nouveaux dispositifs utilisant de tels nanofils pour stocker et traiter les informations. La découverte, réalisés par des chercheurs de l'Institut national des normes et de la technologie, l'Université du Maryland, et l'Université de Paris XI, contribuera à approfondir la compréhension physique et à guider l'interprétation des futures expériences de ces dispositifs de nouvelle génération.
Les nanofils magnétiques stockent des informations dans des bandes discrètes de spins magnétiques. On peut imaginer le nanofil comme une paille aspirant et retenant le liquide d'un milk-shake au chocolat et à la vanille méticuleusement stratifié, avec les segments de chocolat représentant des 1 et les 0 de vanille. Les limites entre ces couches sont appelées parois de domaine. Les chercheurs manipulent les informations stockées sur le nanofil en utilisant un courant électrique pour pousser les parois du domaine, et les informations qu'ils contiennent, à travers le fil et devant les têtes de lecture et d'écriture immobiles.
Les interprétations d'expériences cherchant à mesurer le mouvement des parois du domaine ont largement ignoré les effets du « désordre », généralement le résultat de défauts ou d'impuretés dans la structure des nanofils. Pour voir comment le désordre affecte le mouvement de ces domaines magnétiques microscopiques, Les chercheurs du NIST et leurs collègues ont introduit le désordre dans leurs simulations informatiques.
Leurs simulations ont montré que le désordre, ce qui provoque des frottements au sein des nanofils, peut augmenter la vitesse à laquelle un courant peut déplacer les parois du domaine.
Selon Mark Stiles, physicien du NIST, la friction peut accélérer le déplacement des parois du domaine car elles doivent perdre de l'énergie pour descendre le fil.
Par exemple, quand un gyroscope tourne, il résiste à la force de gravité. Si un peu de friction s'introduit dans le roulement du gyroscope, le gyroscope tombera plus rapidement. De la même manière, en l'absence d'amortissement, une paroi de domaine ne se déplacera que d'un côté du nanofil à l'autre. Le désordre au sein du nanofil permet aux parois du domaine de perdre de l'énergie, ce qui leur donne la liberté de "tomber" sur toute la longueur du fil lorsqu'ils se déplacent d'avant en arrière.
« On peut dire que la paroi du domaine se déplace comme s'il s'agissait d'un système qui a un amortissement effectif considérablement plus important que l'amortissement réel, ", déclare Hongki Min, physicien et chercheur principal du NIST. "Cette augmentation de l'amortissement effectif est suffisamment importante pour affecter l'interprétation de la plupart des futures expériences de mur de domaine."
