Jaká bude nová generace harddisků? Kredit: CC0 Public Domain.

O současné kapacitě harddisků by se lidem před deseti, dvaceti lety ani nesnilo. Souběžně s kapacitou disků se ale zvětšuje i množství dat, která je nutné ukládat. Nebo spíše ještě rychleji. Řada výzkumných týmů pracuje na nových materiálech a technologiích, které by nám s tou záplavou dat pomohly.

Tým americké Ohio State University nabízí jako řešení magnetické struktury, které na atomární úrovni připomínají ježčí ostny. Jejich využití by mohlo přinést dramaticky větší kapacitu disků, což by na nějaký čas zachránilo datacentra i běžné uživatele.

Jay A. Gupta. Kredit: Ohio State University.

Jay Gupta a jeho kolegové použili speciální magnetický mikroskop, aby zviditelnili struktury neobvyklého materiálu z germanidu manganu, co vznikají, když se z něj vytvoří tenký film. Na rozdíl od běžných magnetů, jako je třeba železo, vznikají v germanidu manganu „šroubovice“, které jsou podobné DNA. Materiáloví vědci v nich objevili celou novou zoo magenetických nanostruktur, kterým říkají „hedgehogs“, „anti-hedgehogs“, „skyrmions“ nebo „merons“. Přitom jsou mnohem menší, než dnešní magnetické struktury v harddisku.

Jak upozorňuje Gupta, tuhle novou magnetickou havěť je možné užít k vývoji nové generace zařízení pro ukládání dat. Dnešní technologie tohoto typu jsou na hranici svých možností. Proto je nutné hledat nové materiály, do nichž bychom mohli nacpat větší objem dat.

Logo. Kredit: Ohio State University.

Badatelé pracovali s upraveným řádkovacím tunelovým mikroskopem. Díky němu získali snímky magnetických struktur s rozlišením na atomy. Mimo jiné si všimli, že v určitých oblastech tyto struktury připomínají bodliny ježků. Jsou to ale samozřejmě nanobodliny a jejich průměr činí asi 10 nanometrů. Dnešní magnetické bity v disku mají tloušťku asi 50 nanometrů, lidský vlas nějakých 80 tisíc nanometrů.

Výzkum rovněž odhalil, že nanobodliny germanidu manganu lze manipulovat pomocí elektrického proudu či magnetických polí. Podle Guptova týmu to naznačuje, že by zapisování a čtení dat s takovým materiálem spotřebovalo mnohem méně energie než v soudobých discích. Gupta věří, že magnetičtí ježci mají ohromný potenciál. Zároveň ale zdůrazňuje, že ještě bude nutné udělat spoustu výzkumu a pořádně pochopit povahu tohoto materiálu. Je to prý ale vážně slibné.

Literatura

Ohio State University 17. 12. 2021.

Science 374: 1484–1487.