Efter att ha kört en serie komplexa datorsimuleringar, forskare har funnit att brister i strukturen hos magnetiska nanoskalatrådar spelar en viktig roll för att bestämma driftshastigheten för nya enheter som använder sådana nanotrådar för att lagra och bearbeta information. Fyndet, gjorda av forskare från National Institute of Standards and Technology, University of Maryland, och universitetet i Paris XI, kommer att bidra till att fördjupa den fysiska förståelsen och vägleda tolkningen av framtida experiment av dessa nästa generations enheter.

Magnetiska nanotrådar lagrar information i diskreta band av magnetiska snurr. Man kan föreställa sig nanotråden som ett sugrör suger upp och håller i vätskan från en noggrant skiktad choklad och vaniljmilkshake, med chokladsegmenten representerande 1s och vanilj 0s. Gränserna mellan dessa lager kallas domänväggar. Forskare manipulerar informationen som lagras på nanotråden med hjälp av en elektrisk ström för att driva domänväggarna, och den information de bifogar, genom tråden och förbi orörliga läs- och skrivhuvuden.

Tolkningar av experiment som försöker mäta hur domänväggar rör sig har i stort sett ignorerat effekterna av "störning" - vanligtvis resultatet av defekter eller orenheter i nanotrådarnas struktur. För att se hur störning påverkar rörelsen för dessa mikroskopiska magnetiska domäner, NIST -forskare och deras kollegor introducerade störningar i sina datasimuleringar.

Deras simuleringar visade att störningen, som orsakar friktion i nanotrådarna, kan öka hastigheten med vilken en ström kan flytta domänväggar.

Enligt NIST -fysikern Mark Stiles, friktion kan få domänväggarna att röra sig snabbare eftersom de måste tappa energi för att kunna röra sig ner i tråden.

Till exempel, när ett gyroskop snurrar, den motstår tyngdkraften. Om lite friktion införs i gyroskopets lager, gyroskopet faller snabbare. Liknande, i avsaknad av dämpning, en domänvägg flyttas bara från ena sidan av nanotråden till den andra. Oordning i nanotråden gör att domänväggarna kan tappa energi, vilket ger dem frihet att "falla" längs trådens längd när de rör sig fram och tillbaka.

"Vi kan säga att domänväggen rör sig som om det vore i ett system som har betydligt större effektiv dämpning än den faktiska dämpningen, "säger NIST -fysikern och huvudforskaren Hongki Min." Denna ökning av den effektiva dämpningen är tillräckligt stor för att den ska påverka tolkningen av de flesta framtida domänväggsexperiment. "