IBM esitteli vuonna 1956 ensimmäisen magneettisen tallennuslevyjärjestelmän. Edelleen datakeskuksissa käytetään magneettista tallennusta levyille ja nauhoille, mutta tekniikka on hidas ja energiasyöppö. Sveitsiläistutkijoiden innovaatio saattaa merkittävästi nopeuttaa magneettista tallennusta.
Zürichin teknisen korkeakoulun fysiikan laitoksella on kehitetty tekniikka, jolla magneettinen tallennus onnistuu äärimmäisen nopeasti ja erittäin pienellä virralla. Nauhatallennuksen lisäksi tekniikka voisi mahdollistaa nopeat magneettiset RAM-muistit.
Tällainen ratkaisu nopeuttaisi merkittävästi esimerkiksi tietokoneiden käynnistymistä. Käyttöjärjestelmää ei enää tarvitsisi ladata erikseen koneen RAM-muistiin, kun tarvittava ohjelma pysyisi magneettisessa muistissa myös silloin, kun siihen ei ole kytketty virtaa.
Perinteisessä magneettisessa tallennuksessa nauha tai levy päällystetään kobaltilla. Virtakäämi tuottaa magneettikentän, joka muuttaa magneettisuuden suuntaa pienessä osassa tallennusmediaa. Prosessi on nykymittapuulla erittäin hidas ja käämin resistanssi aiheuttaa energiahävikin. Parempi ratkaisu olisi kääntää magneettisuus suoraan ilman käämiä.
Tässä ETH Zürichin fyysikot ovatkin onnistuneet. Tekniikka on demonstroitu jo vuonna 2011. Vuosien työn jälkeen sitä on esitelty tarkemmin Nature Nanotechnology -lehdessä.
Uudessa tekniikassa nauhalla on pieni metallipiste. Sen magneettisuus kääntyy, kun nauhan läpi kulkee sähkövirta. Pisteen reunoilla elektronit kerääntyvät vastakkaiseen magneettiseen tilaan eli spiniin.
Kokeessaan tutkijat onnistuivat muuttamaan magneettisuuden suuntaa läpimitaltaan vain 500 nanometrin kokoisessa kobalttipisteessä. Tämä tapahtui vieressä kulkevan platinajohdon läpi syötetyllä virtapulssilla alle nanosekunnissa. Tämä on merkittävästi nopeammin kuin missään magneettisen tallennuksen käynnissä olevissa kehitysprosesseissa.
Magneettisuutta todettiin röntgensätelyn avulla 25 nanometrin resoluutiolla. Kokeessa tutkijat lähettivät kobalttipisteen läpi yli biljoona pulssia 20 megahertsin taajuudella ilman, että magneettisuuden kääntymisen laatu heikkeni. Seuraavaksi tutkijat aikovat optimoida materiaaliaan niin, että bitin vaihtuminen onnistuisi vieläkin nopeammin ja pienemmillä virroilla. Myös kobalttipisteiden muodon muuttamista tutkitaan. Esimerkiksi timantin muotoisessa magneettisuuden muunnos voisi tapahtua vielä tehokkaammin, tutkijat arvioivat.
