Новости науки 03.05.01. Магнитная записывающая среда с улучшенной временной стабильностью.

Успехи в изготовлении энергонезависимых магнитных запоминающих устройств с высокой плотностью записи информации ограничиваются возрастающей временной неустойчивостью записанной информации при уменьшении размера "магнитного бита" вследствие возрастания вероятности процессов спонтанного изменения магнитного момента такого бита. Для повышения стабильности немецкий ученый П.Енсен предлагает наносить ферромагнитные "островки" на антиферромагнитные подложки.

Магнитные записывающие среды с высокой плотностью записи обычно представляют собой тонкие пленки, состоящие из слабо связаных микроскопических магнитные кристалликов, нанесенных на немагнитную подложку. Различным ориентациям магнитного момента каждого кристаллика (бита) соответствуют состояния "0" и "1". Энергия, необходимая для изменения ориентации магнитного момента кристаллика, зависит от размера: чем меньше размер кристалла (и, соответственно, число атомов в нем), тем меньше энергетический барьер, разделяющий два стабильных магнитных состояния. Поэтому с уменьшением размера магнитного бита падает устойчивость хранения записанной информации. Относительно малая величина энергетического барьера приводит к тому, что из-за тепловых возмущений становится возможным спонтанное изменение ориентации магнитного момента, что, очевидно, связано с потерей информации.

Рис.1. Спиновая конфигурация, возникающая при нанесении ферромагнитного кластера на антиферромагнитную подложку. Жирными стрелками обозначены спины ферромагнетика, сплошными стрелками - спины первого атомного слоя антиферромагнетика, штрикованными стрелками - спины второго атомного слоя антиферромагнетика. Точки ограничивают участок подложки, в пределах которого локализованы отклонения магнитных моментов.

Для увеличения временной стабильности П.Енсен предложил наносить ферромагнитные "островки" не на немагнитные, а на антиферромагнитные подложки [1]. В отличие от ферромагнетиков, в которых обменное взаимодействие делает выгодным одинаковую (параллельную) ориентацию спинов соседних атомов, для антиферромагнетиков выгодна противоположная (антипараллельная) ориентация магнитных моментов. Поскольку взаимодействие наиболее сильно для спинов в соседних слоях, выгодно нанесение плоских ферромагнитных островков (рис.1). Расчеты для случая моноатомного островка показали, что за счет взаимодействия ферромагнитного кластера с антиферромагнитной подложкой барьер между двумя стабильными магнитными состояниями может быть увеличен в несколько раз (в зависимости от выбора материала подложки), поскольку в подобном случае необходимо изменить ориентацию спинов не только в кластере, но и в подложке.

1. P.J.Jensen. Appl.Phys.Lett. v.78, 2190 (2001).

перейти к началу страницы