Физики нашли материал с четырьмя состояниями для хранения данных

Исследователи из Института Лауэ-Ланжевена экспериментально доказали, что кристалл LiNi0.8Fe0.2PO4 способен сохранять четыре устойчивых магнитных состояния вместо двух. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

В эксперименте использовался метод сферической нейтронной поляриметрии. Нейтроны проходили через кристалл и взаимодействовали с атомными магнитами внутри материала. Изменение направления магнитных моментов нейтронов позволило определить конфигурацию атомных магнитов и зафиксировать все четыре различных состояния.

Материал представляет собой антиферромагнетик, в котором соседние атомные магниты направлены в противоположные стороны. При температуре ниже минус 200 градусов Цельсия магнитные моменты в кристалле выстраиваются в четыре различных конфигурации. Переключение между состояниями осуществляется комбинацией электрического и магнитного полей при охлаждении образца.

Ключевым результатом стала демонстрация энергонезависимости: после формирования магнитное состояние остается стабильным при постоянной температуре даже после отключения внешних полей. Это свойство необходимо для создания устройств хранения данных, не требующих постоянного электропитания.

Четыре магнитных состояния теоретически позволяют кодировать четыре различных значения в одном элементе памяти, что увеличивает плотность хранения информации по сравнению с бинарной системой. Текущие технологии используют только два состояния для кодирования нуля и единицы.

Практическое применение разработки ограничивается необходимостью криогенных температур. Исследователи продолжают поиск материалов с аналогичными свойствами, функционирующих при комнатной температуре.

Источник: Phys.org