Плотность записи данных: близится атомный предел?

Американские и французские ученые показали, что электрическое сопротивление магнитного провода, толщина которого составляет всего несколько атомов, может изменяться скачками при изменении внешнего магнитного поля. Предполагается, что этот эффект будет использоваться при создании считывающих головок очень малого размера для магнитных дисков и других устройств хранения информации.

Полученный результат стал первым экспериментальным подтверждением «баллистического анизотропного магнетосопротивления», которое было теоретически предсказано в 2005 году.

Баллистические электроны, проходящие через тонкий провод, подобно пуле в орудийном стволе, вынуждены двигаться в одном направлении. При этом они испытывают очень малое или даже нулевое сопротивление. Если толщина провода составляет всего несколько атомов, его электрическая проводимость может принимать только определенные значения, которые определяются числом N разрешенных энергетических зон, пересекающих уровень Ферми.

В 2005 Евгений Цимбал и его коллеги из университета Небраски обнаружили, что число N может быть изменено при помощи внешнего магнитного поля, приложенного к тонкому проводу, изготовленному из магнитного сплава. В таких материалах внешнее магнитное поле сдвигает положение энергетических зон относительно уровня Ферми и, следовательно, изменяется число N. Так как проводимость проводника пропорциональна числу N, ученые предположили, что изменение внешнего магнитного поля вызовет скачкообразное изменение проводимости и сопротивления.

Этот эффект получил название баллистического анизотропного магнетосопротивления, т.к. он зависит от ориентации магнитного поля относительно направления движения электронов.

Д-р Бернард Дудин (Bernard Doudin) из Института физики и химии материалов в Страсбурге и его коллеги из университета Небраски наблюдали баллистическое анизотропное магнетосопротивление для нескольких кобальтовых проводов разного размера. В одном образце они обнаружили изменение числа N с 6 до 7 при изменении магнитного поля, для других образцов это изменение было больше, сообщает PhysicsWeb.

Эффект баллистического анизотропного магнетосопротивления может использоваться для создания считывающих головок очень малого размера для магнитных дисков и других устройств хранения информации. Теоретически, с его помощью плотность записи информации может достичь атомного предела. Однако Дудин предупреждает, что чувствительность эффекта к неоднородностям структуры потребует точности изготовления приборов на атомном уровне, что пока недоступно для современных промышленных технологий.