据麦姆斯咨询报道，欧洲一支联合研究团队开发出一种3D超构材料，首次实现了数据比特序列的存储。
由德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心（HZDR）、开姆尼斯工业大学（TU Chemnitz）、德累斯顿工业大学（TU Dresden）和尤利希研究中心（Forschungszentrum Jülich）组成的研究团队首次证实，不仅是单个比特，整个数据比特序列都可以存储在尺寸仅为100 nm左右的圆柱形畴中。这些圆柱形畴可用于新型数据存储器件和传感器，甚至包括神经网络的磁性变体。
其3D超构材料由钴层和铂层交替组成，中间由钌层隔开，沉积在硅晶圆上。由此获得的超构材料是一种合成反铁磁体。其特点在于具有垂直磁化结构，相邻层块具有相反的磁化方向，从而整体呈现净中性磁化。
“这些圆柱形畴，即磁泡畴，是薄磁层中的一个圆柱形区域。其自旋，即产生材料磁矩的电子固有角动量，指向一个特定的方向。这就产生了与环境不同的磁化。”HZDR离子束物理和材料研究所的Olav Hellwig教授说，“想象一下，一个圆柱形小磁泡漂浮在相反磁化的海洋中。”
在圆柱形畴的边缘形成畴壁，产生磁化方向发生变化的边缘区域。在磁存储技术中，精确控制畴壁的自旋结构至关重要，因为其顺时针或逆时针方向可直接用于编码比特。研究人员还关注大规模存储的另一方面。
“我们目前的硬盘，磁道宽度为30~40 nm，比特长为15~20 nm，在邮票大小的表面上可以存储大约1 TB的数据。我们正在努力通过将存储扩展到三维空间来克服这种数据密度的限制。”Hellwig说。
磁性多层结构是控制畴壁内部自旋结构的一种很有吸引力的方法，因为可以通过组合不同的材料和层厚度来调整所涉及的磁能。
“这正是‘赛道’存储器概念的用武之地。该系统就像一条赛道，沿其排列的比特就像一串珍珠。我们系统的巧妙之处在于，可以特别控制各层的厚度，从而控制它们的磁特性。”Hellwig说，“这使我们能够调整合成反铁磁体的磁性行为，不仅能存储单个比特，还能以畴壁磁化方向随深度变化的形式存储整个比特序列。这为以可控、快速、节能的方式，沿这些磁数据高速公路传输多比特圆柱形畴开辟了前景。”
此外，该技术在磁电子学中还有其它应用潜力。例如，它们可用于磁阻传感器或自旋电子元件。此外，这种复杂的磁性纳米体在神经网络的磁性实现方面具有巨大潜力，可以像人脑一样处理数据。
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