Ilość generowanych na co dzień danych szybko przekracza zdolności magazynowania dzisiejszych dysków twardych. Aby dotrzymać tempa, w kolejnej generacji dysków twardych muszą zostać użyte materiały o właściwościach magnetycznych poddających się łatwemu manipulowaniu, oferując w ten sposób wyższą gęstość i wydajność.
Mając na celu sprostanie temu zapotrzebowaniu, partnerzy dwóch finansowanych ze środków UE projektów opracowali właśnie taki materiał. Nowy materiał perowskitowy jest uporządkowany magnetycznie w sposób, który można łatwo zmienić za pomocą ciepła bez powodowania zakłóceń w samym materiale.
Zmodyfikowany materiał
Wielu naukowców prowadzących badania w dziedzinie energii uważa perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne za tańszą alternatywę wobec tradycyjnych układów krzemowych. Jednak w odróżnieniu od innych postaci perowskitu, zmodyfikowana wersja, opracowana wspólnie przez partnerów projektu TOPOMAT oraz PICOPROP, wykazuje unikatowe właściwości, które czynią ją preferowanym materiałem w kolejnej generacji dysków twardych.
Partnerzy projektu TOPOMAT położyli podwaliny prowadząc badania nad powiązaniem podstawowych właściwości fizycznych izolatorów topologicznych i ich potencjalnych zastosowań technologicznych. Izolatory topologiczne tworzą niedawno odkrytą klasę materiałów, które posiadają szeroką przerwę elektronową i wykazują przewodzące stany powierzchniowe. Z kolei partnerzy projektu PICOPROP skupili się przede wszystkim na charakterystyce nowo odkrytego materiału perowskitowego. Łącznie badania – prowadzone w całości przez szwajcarską École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) – doprowadziły naukowców do odkrycia, że ze względu na łatwość modyfikowania właściwości magnetycznych nowego materiału, jest on zasadniczo pierwszym fotoprzewodnikiem magnetycznym.
Połączenie właściwości
Ta charakterystyczna cecha stanowi ważny przełom w dziedzinie nośników magnetycznych. Magnetyzm materiału to następstwo interakcji jego umiejscowionych i ruchomych elektronów, czego wynikiem jest stały stan magnetyczny. Jedynym sposobem na zmianę tego stanu jest modyfikacja struktury elektronów w chemii materiału lub jego strukturze kryształu. Jednak tego typu zmiana wpływa na układ samego materiału, znacznie ograniczając możliwość wykorzystania go jako nośnik magnetyczny.
Jak czytamy w artykule opublikowanym w czasopiśmie
Nature, nowy materiał perowskitowy radzi sobie z tym ograniczeniem poprzez połączenie zalet ferromagnetyków, których momenty magnetyczne są ułożone w wyraźnie określonym porządku, z fotoprzewodnikami, w których nawet słabe oświetlenie generuje wysoką gęstość swobodnych elektronów przewodnictwa.
To połączenie właściwości umożliwia topienie magnetyzacji przez fotoelektrony (tj. elektrony emitowane przez materiał pod wpływem światła). W efekcie nawet słabe oświetlenie, takie jak czerwona dioda LED, wystarczy do stopienia porządku magnetycznego materiału, tworząc wysoką gęstość elektronów wędrownych. Elektrony te mogą być następnie łatwo, szybko i stale manipulowane poprzez prostą zmianę intensywności światła.
Istotne dla kolejnej generacji dysków twardych
Choć prace nad projektem są nadal w toku, te pierwsze osiągnięcia pokazują, że nowy materiał będzie mieć istotny wpływ na tworzenie nowej generacji niskoenergetycznych dysków twardych o dużej pojemności. Zdaniem jednego z naukowców, perowskit jest kluczem do połączenia zalet nośnika magnetycznego – długoterminowa stabilność, wysoka gęstość danych, trwałe funkcjonowanie i zdolność wielokrotnego zapisu – z prędkością optycznego zapisu i odczytu.
Więcej informacji:
strona projektu PICOPROP w serwisie CORDISstrona projektu TOPOMAT w serwisie CORDIS
poleca:
