yandex
yatırım uzmanı LR iş ortaklığı
Anasayfa / Teknoloji / Elektronik Hafıza Teknolojisinde Kontrol Edilen Manyetik Bölgeler

Elektronik Hafıza Teknolojisinde Kontrol Edilen Manyetik Bölgeler



Yeni Bir Elektronik Hafıza Teknolojisi
Elektrik Alan ile Kontrol Edilen Manyetik Bölgeler

Günümüzde depolama aygıtı olarak kullanılan elektronik hafızalarda bilgiler, ferromanyetik malzemelerin içindeki manyetik bölgelerde kodlanıyor.

Bilgilerin yazılması, silinmesi veya değiştirilmesi içinse manyetik alanlardan yararlanılıyor. Ancak manyetik alan üretmek için önce bir elektrik akımı oluşturmak gerekiyor. Elektrik alan üretmek ise manyetik alan üretmeye göre çok daha kolay ETH Zürih ve Paul Scherrer Enstitüsünde çalışan araştırmacılar TbMn03 üzerinde yaptıkları deneylerle atom ölçeğindeki manyetik yapıların, ışığın elektrik alan kullanılarak işlenebileceğini gösterdi. Bu durum manyetik bölgelerin elektrik alanlar ile kontrol edildiği sabit dislderin günümüzdeki cihazlardan daha verimli olabileceğine işaret ediyor.

Elektronik Hafıza Teknolojisi

Bilgisayarlarda tüm bilgiler, bit adı verilen Bir sabit diskin içinde her biri çok sayıda atom içe-rimlerde kodlanır. Bir bitin değeri ya 0 ya ren pek çok manyetik bölge vardır. Bu manyetik bolda 1 olabilir. Bitleri sabit diske kaydetmek gelerdeki atomların manyetik momentlerinin fark içinse ferromanyetik (komşu atomların manyetik lı yönlerde hizalanması farklı bit değerlerine karşı-momentlerinin aynı yönde hizalandığı) malzemelık gelir. Örneğin bir yön 01 kodlamak için kullanı-lerin içindeki manyetik bölgelerden yararlanılır, lıyorsa bu yönün tersi ise l’i kodlamak için kullanılır. Manyetik momentlerin yönü değiştirilerek bitlerin değeri değiştirilir. Bu amaçla manyetik alanlardan yararlanılır. Oluşturulan ufak bir elektrik akımının ürettiği manyetik alan, atomların manyetik momentlerinin yönünü değiştirir. Bu işlem birkaç nanosani-ye (saniyenin milyarda biri) kadar sürer. ETH Zürih ve Paul Scherrer Enstitüsü araştırmacıları ortaklaşa yaptıkları bir çalışmada manyetik bölgelerin manyetik alan değil de elektrik alan kullanılarak işlenmesiyle daha verimli cihazlar geliştirilebileceğini gösterdi.

Birden fazla “ferro” özellik (ferromanyetik, ferro-elektrik, ferroelastik) gösteren malzemelere çoklu-ferroik malzemeler denir. En bilinen örnekleri arasında TbMn03> HoMn205, BiFe03, BiMn03, BaNiF4, ZnCr2Se4 sayılabilir. Bu malzemeler, belirli koşullar altında farklı ferroik özellikleri aynı anda gösterir.

Deneylerde kullanılan TbMn03 un yapısı perov-skite benziyor. Oda sıcaklığında paramanyetik olan bu malzemenin sıcaklığı 27 K’nin altına düştüğü zaman dairesel-spin adı verilen bir faz görülüyor. Bu fazda spinler bir düzlem içinde dairesel olarak düzenleniyor ve bir eksen boyunca ferroelektrik polarizasyon oluşuyor. Dairesel-spin durumunun modern depolama aygıtlarındaki, manyetik momentlerin belirli yönlerde hizalandığı manyetik bölgelere benzediği söylenemez. Ancak bu fazdaki spinlerin dönme yönü ya saat yönünde ya da saat yönünün tersi yöndedir. Dolayısıyla bitlerin sahip olabileceği farklı iki değer, farklı iki dönme yönü kullanılarak kodlanabilir. Bu durumda bitlerin değerinin değiştirilmesi için manyetik momentlerin dönme yönleri değiştirilmelidir. Bu amaçla yapılması gereken şeyse bitin kodlandığı bölgedeki tüm manyetik momentleri 180 derece döndürmektir.



Çokluferroik malzemelerin sahip olduğu özelliklerden biri de elektrik polarizasyonudur. Katı malzemeleri oluşturan atomlar ötelenme hareketi yapmazlar, belirli konumların civarında titreşirler. Ancak elektronlar tamamen bir atoma bağlı değildir. Elektronların hareketi dolayısıyla -malzeme toplamda yüksüz olsa bile- malzemenin bazı kısımları pozitif bazı kısımları ise negatif yüklenebilir. Bu durumda bir elektriksel polarizasyon (kutuplanma) meydana gelir.

TbMn03’te elektriksel polarizasyon ile manyetik momentlerin dönme yönü birbiriyle bağlantılı. Elektriksel polarizasyonun yönü, manyetik momentlerin dönme yönünü de belirliyor. Polarizasyonun yönü değiştiği zaman manyetik momentlerin dönme yönü de değişiyor. Bu durum elektriksel polarizasyonu değiştirerek manyetik bölgelerde kodlanan bitlerin değerinin de değiştirilebileceği anlamına geliyor.

Araştırmacılar elektriksel polarizasyonu değiştirerek manyetik bölgelerin nasıl yeniden düzenlenebileceğini incelemek için ışık ışınlarının elektrik alanlarından yararlandı. Malzemenin üzerine gönderilen ışınların, manyetik momentlerin yönünü 4 derece kadar döndürdüğü görüldü. Bitlerin değerinin değiştirilmesi için gerekli olan 180 derecelik dönme ile kıyaslandığında bu değişim çok küçük kalıyor. Ancak daha büyük elektrik alanlar kullanılarak istenilen 180 derecelik dönmenin de gerçekleştirilebileceği düşünülüyor. Araştırmacılar kullandıkları ışınları, manyetik düzeni belirli bir biçimde değiştirecek şekilde ayarladıklarını ve bu durumun enerji kaybım azalttığını belirtiyor. Bu durum hafızanın işlenmesi sırasında malzemenin daha az ısınacağı anlamına geliyor.

Yapılan deneyler çokluferroik malzemelerde gerçekleşen hızlı değişimlerin ilk kez büyük bir kesinlikle gözlemlenmiş olması nedeniyle de önem taşıyor. Araştırmacılar manyetik momentlerde meydana gelen değişiklikleri, malzemenin üzerine gönderilen X-ışınlarınm saçılmalarını inceleyerek belirlemiş. Saçılmaların bazıları atomların düzenleniş biçiminden bazıları ise manyetik momentlerden kaynaklanıyor. Manyetik momentlerin düzenlenişinde meydana gelen değişiklikler, yön değiştiren ışınların yoğunluğunda değişikliklere sebep oluyor. Belirli yönlere saçılan ışınların farklı zamanlardaki yoğunluklarının ölçülmesi, manyetik momentlerde meydana gelen değişiklikler hakkında bilgi veriyor.

Deneyler sırasında gözlemlenen değişiklikler, pi-kosaniye (bir saniyenin trilyonda biri) zaman ölçeğinde meydana geliyor ve bu modern depolama aygıtlarının çalışma hızının yaklaşık bin katı. Ayrıca tüm değişikliklerin manyetik alan yerine elektrik alan kullanılarak yapılması da avantaj. Çünkü manyetik alan üretmek için önce bir elektrik akımının oluşturulması gerekiyor. Elektrik alanları ise akım olmadan da üretilebiliyor.

Elde edilen sonuçların çokluferroik malzemeler kullanılarak daha verimli depolama aygıtları geliştirilebileceğini gösterdiği söylenebilir. Ancak bunun gerçekleşmesi için gelecekte de pek çok araştırma yapılması gerekiyor. Deneyler sırasında kullanılan TbMn03, teknolojik cihazlar için uygun değil. Çünkü malzemenin çokluferroik özellik göstermesi için çok düşük sıcaklıklara soğutulması gerekiyor. Ayrıca bitlerin değerini değiştirebilmek için çok büyük elektrik alanlar üretmek gerekiyor. Ancak benzer sonuçların, teknolojik cihazlarda kullanılmaya daha uygun malzemelerde de gözlemlenebileceği düşünülüyor.


Yatırım Maliyeti Az İş Fikirleri İçin TIKLAYINIZ.

Bayanlara Ek İş Önerileri İçin TIKLAYINIZ.




Bunu da İnceledinizmi ?

mobil mesajlajma

En güvenilir şifreli mesajlaşma uygulamaları

Kullanıcılar WhatsApp gibi mesajlaşma uygulamalarından artık daha üst düzeyde güvenlik özelliği talep ediyor. Bu nedenle …

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir