{"id":6527,"date":"2010-08-11T18:26:51","date_gmt":"2010-08-11T15:26:51","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=6527"},"modified":"2010-08-26T19:02:24","modified_gmt":"2010-08-26T16:02:24","slug":"kulmkapimagnetid-naitavad-potentsiaali-arvutite-sisu-asendamiseks","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=6527","title":{"rendered":"K\u00fclmkapimagnetid asendavad tulevikuarvutite m\u00e4lu?"},"content":{"rendered":"

Osaka \u00fclikooli teadlaster\u00fchm on valmistanud k\u00fclmkapimagnetitele sarnase materjali, mis v\u00f5ib hakata tulevikus asendama traditsioonilisi andmete talletamise seadmeid.<\/strong><\/p>\n

K\u00fclmkapimagnetid ning enamik teisi magneteid, millega igap\u00e4evaelus kokku puututakse, on valmistatud keraamiliselt sulamist BaFe12O19. Igal aastal toodetakse materjali umbes 830,000 tonni. Vaatamata sellele, et need t\u00e4iesti tavalised tunduvad, on seda t\u00fc\u00fcpi magnetid tegelikult \u00fcpris ebaharilikud.

\"\"<\/a>

Traditsioonilise mikrokiipe \u00e4hvardabl\u00e4hitulevikus t\u00f5sine konkurent<\/p><\/div><\/p>\n

Nimelt kuuluvad need haruldasse materjalideklassi, mille magnetismi saab kontrollida elektrivoolu abil ning ka vastupidiselt. See omakorda pakub uut viisi magnetv\u00e4ljade kontrollimiseks infotalletamisel. Ka m\u00e4rksa k\u00f5rgtehnoloogilisemalt, kui lihtsalt m\u00e4rkepabereid magnetite abil k\u00fclmkapi k\u00fclge kinnitades.<\/p>\n

Kahjuks ilmnevad enamike seda t\u00fc\u00fcpi materjalide kasulikud omadused ainult madalatel temperatuuridel, mist\u00f5ttu on need olnud seni ainult f\u00fc\u00fcsikute huviorbiidis.Tsuyoshi Kimura<\/strong> koos oma kolleegidega Osaka \u00fclikoolist on n\u00fc\u00fcd leidnud aga v\u00f5ib-olla viisi selle muutmiseks. <\/p>\n

Teadlaster\u00fchm avastas k\u00fclmkapimagnetitele suhteliselt l\u00e4hedase materjali Sr3Co2Fe24O41, kus magnetiliste ja elektriliste omaduste vahelised paaris-vastastikm\u00f5jud ilmnevad juba toatemperatuuridel. “See demonstreerib, et selliseid magneteid saab kasutada ka teisteks praktilisteks rakendusteks,” \u00fctles Kimura.<\/p>\n

Sellel k\u00f5igel ei tundu aga olevat otsest pistmist arvutim\u00e4luga. Arvutid ei ole vahepeal nii hajameelseks muutunud, et vajaksid informatsiooni meelespidamiseks k\u00fclmkapikirjade abi. Kuid arvutite k\u00f5vaketastele salvestatud info paikneb v\u00e4ikestes magnetilises regioonides. Ainult nende magnetiliste signaalide stabiilsus kindlustab selle, et andmed p\u00fcsivad muutumatuna. Samal ajal t\u00e4hendab magnetsignaalide kasutamine seda, et k\u00f5vakettale kirjutamiseks ning selle lugemiseks kasutatav tehnika on keerukas.

\"\"<\/a>

Sr3Co2Fe24O41 kristallstruktuuri skeem, millel on toatemperatuuril multiferroidsed omadused. Foto\u00b7: Nature Publishing Group.<\/p><\/div><\/p>\n

Teisest k\u00fcljest on aga ainult elektroonilisi n\u00e4htusi kasutav arvutim\u00e4lu tunduvalt lihtsam. Kuid k\u00f5ik arvutim\u00e4lus olevad andmed l\u00e4hevad kaotsi, kui arvuti v\u00e4lja l\u00fclitada. Arvutim\u00e4lu tuleb arvuti uuesti k\u00e4ivitamisel ‘v\u00e4rskendada,’ mis v\u00f5tab aga aega.<\/p>\n

Seega t\u00f6\u00f6tavad teadlased mitmete viiside kallal, mis viiks oma m\u00e4lu s\u00e4ilitavate arvutikiipideni. Siin tulevadki m\u00e4ngu multiferroidmaterjalid (multiferroics) nagu Sr3Co2Fe24O41. Multiferroid materjalid on haruldane materjalide klass, millel on nii mangetilised kui ka ferroelektrilised omadused. <\/p>\n

Viimane t\u00e4hendab, et positiivsed ja negatiivsed ioonid paiknevad kristallis teineteise suhtes nihkes. Selline positiivsete ja negatiivsete laengute eraldi olemine tekitab materjalides elektriv\u00e4lja ehk p\u00fcsiva elektrilise polarisatsiooni. Nimi tulenebki faktist, et sellistel sulamitel on rohkem kui \u00fcks ‘ferroidne’ omadus\u00b7: ferromagnetism ja ferroelektrilisus. <\/p>\n

T\u00e4htis on aga, et multiferroidides on m\u00f5lemad omadused teineteisega seotud. See t\u00e4hendab, et magnetilisi omadusi saab kontrollida elektriv\u00e4ljade abil ning vastupidi. N\u00e4iteks saab elektriv\u00e4lja kasutades talletada alaliselt magnetilist informatsiooni ning kasutada materjali elektrilisi omadusi sama info lugemiseks. Probleem on aga, et teatakse vaid v\u00e4heseid multiferroidseid sulameid, eriti selliseid, mis toatemperatuuril efektiivselt t\u00f6\u00f6tavad.<\/p>\n

Erandiks on palju uuritud toatemperatuuril multiferroidina k\u00e4ituv BiFeO3. Kuid selles materjalis on magnetismi ja ferroelektrilisuse koos eksisteerimine pelgalt kokkusattumus. \u00dcks ei p\u00f5hjusta teist. “Ristpaarsus efektid magnetismi ja ferroelektrilisuse vahel on BiFeO3-s praktiliselt olematud,” \u00fctles Sang-Wook Cheong<\/strong>, Rutgersi \u00fclikoolis multiferroidide alal t\u00f6\u00f6tav f\u00fc\u00fcsik.<\/p>\n

Tunduvalt tugevam paarsus esineb magnetiliselt tekitatud multiferroidides, mis avastati seitse aastat tagasi Tokyo \u00fclikoolis Yoshinori Tokura<\/strong> poolt. <\/p>\n

Sellistes magnetiliselt indutseeritud multiferroidides p\u00f5hjustab kristallv\u00f5res ferroelektrilisust atomaarmagnetite vedrukujuline paigutus. Ferroelektrilisus saab seal eksisteerida ainult magnetismi t\u00f5ttu, mis muudab multiferroidse paarsuse \u00e4\u00e4rmiselt tugevaks. <\/p>\n

Kuid kuna sellised vedrukujulised struktuurid ei ole tavatingimustes eriti stabiilsed, t\u00f6\u00f6tavad enamik uutest multiferroididest vaid madalatel temperatuuridel. Samuti on nende ferroelektriline polarisatsioon tunduvalt v\u00e4iksem kui n\u00e4iteks BiFeO3-l.<\/p>\n

See muudabki Kimura leitud toatemperatuuril magnetiliselt tekitatud multiferroidid nii oluliseks. “See avastus toob need paeluvad multiferroidid reaalsetele tehnoloogilistele rakendustele l\u00e4hemale,” \u00fctles Cheong. “See t\u00e4hendab, et me saame kasutada palju uuritud odavaid magneteid potentsiaalsete toatemperatuuril t\u00f6\u00f6tavate multiferroididena,” lisas Tokura.<\/p>\n

Siiski on vaja lahendada mitmed probleemid, enne kui avastust saaks konkreetses rakendustes kasutada. Seni on Kimura koos oma kolleegidega demonstreerinud vaid elekrilise polarisatsiooni kontrollimist magnetv\u00e4lja abil. Ent ei ole veel leitud lahendust vastupidise protsessi esile kutsumiseks. “Enamikes tehnoloogiliaseadmetes on elektriv\u00e4ljade abil magnetismi kontrollimine praktilisem,” \u00fctles Cheong.<\/p>\n

Lisaks on alusuuringuid tehtud seni kasutades uurimisobjektina vaid suuri materjali t\u00fckke. Kimura n\u00f5ustub, et nendest magnetitest kilede valmistamine on t\u00e4htsam. “Me vajame kohe kindlasti \u00f5hukestest kiledest n\u00e4idiseid, enne kui me hakkame m\u00f5tlema reaalsete rakenduste peale,” kinnitas Kimura. Kuid Tokura s\u00f5nul ei pruugi see probleem olla \u00fclesaamatu\u00b7:” Ma olen kindel, et meistriklassist oksiidkile kasvatamis tehnoloogiaid on v\u00f5imalik kasutada ka multiferroidide puhul.” <\/p>\n

Seega tundub v\u00e4hemalt hetkel, et multiferroidid j\u00e4\u00e4vad pigem k\u00fclmikute k\u00fclge kui arvutite sisse. Kuid aja jooksul v\u00f5ib see muutuda.<\/p>\n

Allikas:
\nKitagawa, Y. et al. Nature Materials. 8. august, 2010<\/a>.<\/p>\n

Loe lisaks:<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Osaka \u00fclikooli teadlaster\u00fchm on valmistanud k\u00fclmkapimagnetitele sarnase materjali, mis v\u00f5ib hakata tulevikus asendama traditsioonilisi andmete talletamise seadmeid. K\u00fclmkapimagnetid ning enamik teisi magneteid, millega igap\u00e4evaelus kokku puututakse, on valmistatud keraamiliselt sulamist BaFe12O19. Igal aastal toodetakse materjali umbes 830,000 tonni. Vaatamata sellele, et need t\u00e4iesti tavalised tunduvad, on seda t\u00fc\u00fcpi magnetid tegelikult \u00fcpris ebaharilikud. Nimelt kuuluvad need […]<\/p>\n","protected":false},"author":28,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[31,16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-6527","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-rakenduslik-teadus","7":"category-teadusuudis","8":"entry","9":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/6527","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/28"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=6527"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/6527\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=6527"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=6527"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=6527"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}