(PhysOrg.com) -- Des chercheurs en magnétisme du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont récemment coloré de nombreux œufs. Les lapins et les enfants pourraient trouver les œufs un peu petits - en fait, trop petit pour voir sans microscope. Mais ces nano-aimants "eggcentriques" ont une autre utilité pratique, suggérer des stratégies pour fabriquer de futures mémoires informatiques à faible consommation.

Pour une étude décrite dans un nouvel article, Les chercheurs du NIST ont utilisé la lithographie par faisceau d'électrons pour fabriquer des milliers d'aimants nickel-fer, chacun environ 200 nanomètres (milliardièmes de mètre) de diamètre. Chaque aimant est ordinairement en forme d'ellipse, un cercle légèrement aplati. Les chercheurs ont également fabriqué des aimants de trois formes différentes en forme d'œuf avec une extrémité de plus en plus pointue. Tout cela fait partie de la recherche du NIST sur les matériaux magnétiques à l'échelle nanométrique, dispositifs et méthodes de mesure pour soutenir le développement de futurs systèmes de stockage de données magnétiques.

Il s'avère que même de petites distorsions dans la forme de l'aimant peuvent entraîner des changements importants dans les propriétés magnétiques. Les chercheurs l'ont découvert en sondant les aimants avec un laser et en analysant ce qui arrive aux "spins" des électrons, une propriété quantique responsable de l'orientation magnétique. Les changements dans l'orientation du spin peuvent se propager à travers l'aimant comme des ondes à différentes fréquences. Plus l'aimant ressemble à un œuf, plus les modèles d'ondes et leurs fréquences associées sont complexes. (Quelque chose de similaire se produit lorsque vous jetez un caillou dans un étang de forme asymétrique.) Les décalages sont les plus prononcés aux extrémités des aimants.

Pour confirmer les effets magnétiques localisés et "colorer" les œufs, les scientifiques ont réalisé des simulations de divers aimants à l'aide du cadre micromagnétique orienté objet (OOMMF) du NIST. (Voir graphique.) Les couleurs plus claires indiquent des signaux de fréquence plus forts.

Les effets d'œufs expliquent le comportement erratique observé dans de grands réseaux de nano-aimants, qui peut être imparfaitement mis en forme par le procédé de lithographie. De telles distorsions peuvent affecter la commutation des dispositifs magnétiques. Les résultats de l'étude des œufs peuvent être utiles pour développer des mémoires à accès aléatoire (RAM) basées sur les interactions entre les spins des électrons et les surfaces magnétisées. Spin-RAM est une approche pour créer de futures mémoires qui pourraient fournir un accès à haute vitesse aux données tout en réduisant les besoins en puissance du processeur en stockant les données de manière permanente dans des appareils de plus en plus petits. La formation d'aimants comme des œufs brise un modèle de fréquence symétrique trouvé dans les structures elliptiques et offre ainsi la possibilité de personnaliser et de contrôler le processus de commutation.

"Par exemple, la structuration intentionnelle de distorsions en forme d'œuf dans les éléments de mémoire spinRAM peut faciliter une commutation plus fiable, " dit le physicien du NIST Tom Silva, un auteur du nouveau document.

"Aussi, cette étude a fourni au lapin de Pâques un tout nouveau marché pour le développement de produits."