อุปกรณ์ Spintronics ซึ่งใช้ประโยชน์จากการหมุนของอิเล็กตรอนและประจุไฟฟ้า อาจเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่มีความหนาแน่นสูงและสำหรับการประมวลผลข้อมูลรุ่นต่อไป เทคโนโลยีที่น่าสนใจอย่างหนึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้โซลิตันแม่เหล็ก เช่น ผนังโดเมนระดับนาโนและสกายร์เมียนแม่เหล็ก ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นบิตเคลื่อนที่ เพื่อเข้ารหัสข้อมูล
จากนั้นจึงย้ายบิตเหล่านี้โดยใช้กระแส
ในอุปกรณ์ที่เรียกว่าสนามแข่ง ความท้าทายหลักที่นี่คือการสร้างบิตที่เล็กกว่าและเคลื่อนย้ายสิ่งเหล่านี้ด้วยความเร็วสูงอย่างมีประสิทธิภาพ จนถึงขณะนี้ นักวิจัยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่วัสดุที่เป็นแม่เหล็กเพื่อสร้างชิ้นส่วนดังกล่าว แต่น่าเสียดายที่สิ่งเหล่านี้มีข้อจำกัดในเรื่องของขนาดที่เล็กและความเร็วในการเคลื่อนย้าย นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุและนักฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกาและเยอรมนีกล่าวว่าขณะนี้พวกเขาได้พบวิธีที่จะเอาชนะปัญหานี้โดยใช้เฟอร์ริแมกเนทแทน วัสดุประเภทใหม่นี้ช่วยให้มีการปรับปรุงลำดับความสำคัญในด้านความเร็วและขนาด และหมายความว่าเทคโนโลยีนี้อาจถูกนำออกสู่ตลาดในเวลาอันสั้นพอสมควร
“เราประสบความสำเร็จในการขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของกำแพงโดเมนด้วยความเร็ว 1.3 กม./วินาที ในภาพยนตร์ ferrimagnetic Pt/Gd 44 Co 56 /TaO xโดยใช้กระแสไฟที่ใช้” เจฟฟรีย์ บีชแห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) กล่าว ความพยายามในการวิจัยครั้งนี้ “เรายังพบว่าวัสดุดังกล่าวเป็นโฮสต์ของ skyrmions ที่มีอุณหภูมิห้องและเสถียรโดยมีขนาดเล็กเพียง 10 นาโนเมตร”
หน่วยความจำสนามแข่งหน่วยความจำ Racetrack เป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนย้ายผนังโดเมนแม่เหล็กหรือ skyrmions ตามโครงสร้างเช่นสายนาโนแม่เหล็กโดยใช้พัลส์กระแสไฟแบบโพลาไรซ์ขนาดเล็ก มันแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับฮาร์ดไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์ทั่วไป (ซึ่งใช้มอเตอร์เพื่อหมุนแผ่นกระจกซึ่งบิตแม่เหล็กถูกเก็บไว้ในฟิล์มบาง) ตรงที่มันใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อย้ายผนังโดเมนแม่เหล็กหรือ skyrmion ในสายนาโนโดยไม่ทำให้อะตอมใด ๆ เลย
ผนังโดเมนแม่เหล็กเป็นขอบเขตแคบ
ระหว่างพื้นที่ในวัสดุที่โมเมนต์แม่เหล็กชี้ “ขึ้น” ที่ด้านหนึ่งของผนังและ “ลง” อีกด้านหนึ่ง ในหน่วยความจำของสนามแข่ง ข้อมูลจะถูกจัดเก็บเป็นลำดับของโดเมนแม่เหล็กตามแนวเส้นลวดนาโน และแต่ละบิตจะถูกจัดเก็บและดึงข้อมูลโดยการย้ายลำดับไปตามเส้นลวดนาโนและข้ามอุปกรณ์อ่านและเขียนแบบแม่เหล็ก
ในส่วนของ Skyrmions นั้นเป็นโครงแบบแม่เหล็กรูปสี่เหลี่ยมที่มีโครงสร้างคล้ายกระแสน้ำวนและอาจเหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นบิตจัดเก็บในความทรงจำของสนามแข่งและอุปกรณ์ลอจิก เนื่องจากสามารถทำให้มีขนาดเล็กกว่าโดเมนแม่เหล็กที่ใช้ในดิสก์ไดรฟ์สมัยใหม่ โดเมนทั่วไปต้องใช้กำลังมากในการพลิกสปินทั้งหมดในโดเมน (เช่นเพื่อเปลี่ยนสถานะหน่วยความจำของอุปกรณ์จาก 1 เป็น 0 เป็นต้น) แต่ skyrmions ต้องการการพลิกหมุนน้อยลงเพื่อเปลี่ยน ข้อดีอีกประการหนึ่งคือสถานะการหมุนรอบสุดท้ายจะไม่ถูกรบกวนอย่างง่ายดาย ซึ่งทำให้โครงสร้าง skyrmion เหล่านี้มีเสถียรภาพมากกว่าลูกพี่ลูกน้องทั่วไป
เฟอโรแมกเนทดี เฟอร์ริแมกเนทดีกว่ามาก “ความท้าทายหลักในการตระหนักถึงความทรงจำดังกล่าวในปัจจุบันคือการสร้างชิ้นส่วนเล็กๆ แล้วเคลื่อนมันด้วยความเร็วสูงผ่านสนามแข่ง” บีชอธิบาย “จนถึงขณะนี้ การวิจัยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่เฟอร์โรแมกเนต์สำหรับการผลิตชิ้นส่วนดังกล่าว แต่วัสดุเหล่านี้ประสบปัญหาพื้นฐานหลายประการ
ซึ่งรวมถึงสนามแม่เหล็กจรจัดจากแต่ละบิต
ซึ่งในอุปกรณ์สปินทรอนิกส์อาจเป็นอุปสรรคร้ายแรง เนื่องจากสามารถรบกวนสถานะการหมุนของบิตข้างเคียงได้ สนามแม่เหล็กเหล่านี้มักเป็นปัจจัยจำกัดว่าบิตแม่เหล็กที่มีขนาดเล็กและหนาแน่นสามารถบรรจุได้อย่างไร และในขณะที่แม่เหล็ก skyrmion สามารถมีขนาดเล็กมากและเสถียร แต่ในทางปฏิบัติ skyrmion ทั้งหมดที่เห็นได้ที่อุณหภูมิห้องจนถึงขณะนี้มีขนาดใหญ่มาก เนื่องจากวัสดุที่เป็นแม่เหล็กที่ใช้ทำพวกมันมีสนามเร่ร่อนขนาดใหญ่
“ในวัสดุที่เป็นแม่เหล็ก โมเมนต์แม่เหล็กของอะตอมในแต่ละจุดของโครงตาข่ายจะสอดคล้องกับเพื่อนบ้านของพวกเขา” เขากล่าวต่อ “ในเฟอร์โรแมกเนติก โมเมนต์ที่อยู่ใกล้เคียงจะขนานกัน ในขณะที่แอนติเฟอโรแมกเนติกส์นั้นต้านการขนานกัน ซึ่งนำไปสู่การยกเลิกการเป็นแม่เหล็กด้วยแม่เหล็ก เนื่องจากโมเมนต์แม่เหล็กเกิดจากโมเมนตัมเชิงมุม (สปินและการโคจร) ของอิเล็กตรอน โมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดของแอนติเฟอโรแม่เหล็กจึงเป็นศูนย์เสมอ ในกรณีนี้ เราสามารถบรรลุไดนามิกของผนังโดเมนที่รวดเร็วเป็นพิเศษ เนื่องจากการปรับทิศทางโมเมนต์แม่เหล็กใหม่ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมเชิงมุมสุทธิ”
นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาตระหนักถึงพฤติกรรมนี้ในห้องปฏิบัติการโดยใช้วัสดุเฟอร์ริแมกเนติก ซึ่งคล้ายกับแอนติเฟอโรแมกเนต์ แต่อะตอมที่อยู่ใกล้เคียงต่างกัน (Co และ Gd ในกรณีนี้) “ในวัสดุที่เราศึกษา เราสามารถปรับอุณหภูมิได้โดยที่การทำให้เป็นแม่เหล็กสุทธิเป็นศูนย์ ซึ่งเรียกว่าอุณหภูมิชดเชยแม่เหล็ก ( TM ) หรือโมเมนตัมเชิงมุมสุทธิเป็นศูนย์ ซึ่งเรียกว่ามุม-อุณหภูมิชดเชยโมเมนตัม ( TA )” บีชกล่าวกับPhysics World. “การทำเช่นนี้ช่วยให้เราตรวจสอบผลกระทบของโมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดที่มีต่อไดนามิกของวัสดุได้โดยตรง เราพบว่าเมื่อเป็นศูนย์ เราสามารถเคลื่อนผนังโดเมนแม่เหล็กได้เร็วกว่า 1,000 เมตร/วินาที เพียงแค่ฉีดกระแสไฟขนาดเล็ก
“เรายังสามารถปรับอุณหภูมิเพื่อให้แม่เหล็กดึงดูดสุทธิเป็นศูนย์ และเราออกแบบวัสดุของเราเพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้นใกล้กับอุณหภูมิห้อง สิ่งนี้ทำให้ skyrmions ขนาดเล็กพิเศษมีความเสถียร ซึ่งไม่สามารถรับรู้ได้ในวัสดุทั่วไป ก่อนหน้านี้ อุณหภูมิในการแช่แข็งและสนามแม่เหล็กที่ใช้มากกว่า 1 เทสลาเป็นสิ่งจำเป็น”
“สถานการณ์ IPCC ส่วนใหญ่เกี่ยวกับวิธีที่เราสามารถจำกัดภาวะโลกร้อนให้ต่ำกว่า 2 °C นั้นรวมถึง BECCS” Anna Harper นักคณิตศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Exeter ในสหราชอาณาจักรกล่าว “แต่พื้นที่ที่จำเป็นในการปลูกชีวมวลในสถานการณ์เหล่านี้จะมีขนาดเป็นสองเท่าของอินเดีย”
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >> ป๊อกเด้งออนไลน์
