Ultimate magazine theme for WordPress.

دانشمندان نحوه ذخیره داده های رمز را در آسمان های مغناطیسی توضیح می دهند

0
FEFU scientists explain how to storage cipher data in magnetic skyrmions.
تشکیل شبکه Skyrmion. اعتبار: FEFU

دانشمندان دانشگاه فدرال خاور دور (FEFU) با همکاران بین المللی پیشنهاد نوشتن مستقیم مغناطیسی آسمانها یعنی چهار ذره مغناطیسی و مشبکهای ​​آسمان را دارند که در آنها رمزگذاری ، انتقال ، پردازش اطلاعات و تولید وجود دارد. الگوهای توپولوژیکی با وضوح کمتر از ۱۰۰ نانومتر. این برنامه برای الکترونیک کوچک پس از سیلیکون ، تکنیک های جدید رمزنگاری توپولوژیک و مراکز داده سبز کاربرد دارد ، که به طور بالقوه بار اکوسیستم زمین را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. مقاله مرتبط در ACS Nano ظاهر می شود.

تیم های علمی بین المللی به شدت به دنبال مواد و رویکردهای جایگزین برای جایگزینی دستگاههای الکترونیکی سیلیکون بر اساس فناوری CMOS (نیمه هادی های فلز-اکسید مکمل) هستند. اشکال عمده این فناوری اندازه ترانزیستورهای معاصر مبتنی بر آن است. عدم امکان جسمانی سازی بیشتر آنها می تواند مانع توسعه آینده صنعت الکترونیک شود.

مواد مغناطیسی فیلم نازک با لایه هایی از یک تا چند نانومتر ضخامت ، گزینه های امیدوار کننده ای برای ترانزیستورهای CMOS هستند. درون این مواد ، آسمان خراش ها ، ساختارهای مغناطیسی غیر پیش پا افتاده ، تحت شرایط خاص ایجاد می شوند.

در این مطالعه ، محققان ادعا کردند که آنها آرایه های پایدار بسته آسمانی را با استفاده از میدان مغناطیسی محلی یک کاوشگر میکروسکوپ با نیروی مغناطیسی طراحی کرده اند تا بر ساختار مغناطیسی فیلم نازک تأثیر بگذارد.

بنابراین ، تیم با استفاده از الگوهای توپولوژیک در مقیاس نانو که در آن هر کس skyrmion مانند عکاسی دیجیتال مانند یک پیکسل عمل می کند. چنین پیکسل های اسکرمیون در محدوده نوری قابل مشاهده نیستند و برای رمزگشایی یا ایجاد آنها به میکروسکوپ نیروی مغناطیسی نیاز دارد.

FEFU scientists explain how to storage cipher data in magnetic skyrmions.
شبکه Skyrmion ، اندازه. اعتبار: FEFU

“Skyrmions که توسط پالس های فعلی هدایت می شود می تواند به عنوان عناصر اساسی برای تقلید از پتانسیل عملکرد نورون های بیولوژیکی برای ایجاد تراشه های نورومورفیک استفاده شود. آرایه تراشه هایی که هر عنصر نورون کوچک با یک عنصر کوچک ارتباط برقرار می کند با استفاده از حرکت و تعامل skyrmions دارای بازدهی انرژی

و قدرت محاسباتی بالا. ، یکی از نویسندگان مقاله است. “یک زمینه جالب دیگر رمزنگاری بصری یا توپولوژیک است. در این حالت ، یک پیام به عنوان یک الگوی توپولوژیکی رمزگذاری می شود ، که مجموعه ای از آسمانهای مرتب شده است. رمزگشایی چنین پیامی نیازمند شناخت مختصات تصویر در مقیاس نانو و ، دوم ، در دسترس بودن چرخ دنده های خاص مانند میکروسکوپ با نیروی مغناطیسی با حساسیت زیاد به زمینه های ولگردی آسمانی ، تلاش برای هک پیام با پارامترهای اشتباه انتخاب شده برای خواندن تصویر توپولوژیکی منجر به تخریب آن می شود. در حال حاضر ، حدود ۲۵ مگابایت اطلاعات می توان روی یک میلی متر مربع از یک فیلم نازک مغناطیسی ثبت کرد. با کاهش اندازه اسکایرمیون ها به ۱۰ نانومتر ، می توان به ظرفیت ۲٫۵ گیگابایت بر میلی متر ۲ دست یافت. ”

یک محدودیت رویکرد ، سرعت ضبط اطلاعات با میدان های مغناطیسی نقطه محلی است. هنوز هم بسیار کند است ، که مانع از روی کار آمدن گسترده است.

الکساندر سامرداک گفت که تیم یادگیری نحوه تنظیم اندازه و تراکم بسته بندی آسمان را کنترل می کند ، مرحله اسکن (فاصله بین دو خط اسکن مجاور) را با استفاده از میکروسکوپ نیروی مغناطیسی کنترل می کند. دامنه برنامه های احتمالی آینده را گسترش می دهد. به عنوان مثال ، اگر اندازه های skyrmions کمتر از ۱۰۰ نانومتر باشد ، می توان آنها را به عنوان پایه ای برای محاسبه مخزن ، منطق قابل تنظیم و بلورهای مغناطیسی ، که اساس پردازنده های مغناطیسی و دستگاه های ارتباطی مایکروویو در زیر THz و THz هستند ، استفاده کرد. دامنه. چنین دستگاه هایی در مقایسه با وسایل الکترونیکی موجود بسیار کم مصرف خواهند بود. این راه را برای مراکز داده سبز و با عملکرد بالا در آینده باز می کند.

FEFU scientists explain how to storage cipher data in magnetic skyrmions.
گردش کار بر روی میکروسکوپ نیروی مغناطیسی. اعتبار: FEFU

“Skyrmions می تواند ناقل بیت اطلاعات باشد. این امر به دلیل قطبش Skyrmion ، یعنی موقعیتهای بالا یا پایین ، که به صفر و یک مربوط می شود ، امکان پذیر است. از این رو ، Skyrmions می تواند عناصر اساسی برای حافظه مغناطیسی یا پیست اتومبیلرانی. این دستگاه ها ، در مقایسه با دیسک های مغناطیسی سخت ، هیچ قسمت مکانیکی ندارند. بلی از اطلاعات به خودی خود حرکت خواهند کرد. بعلاوه ، آرایه های دو بعدی مرتب شده از آسمان می توانند نقش بلورهای مغناطیسی مصنوعی را بازی کنند ، که از طریق آنها امواج چرخشی گسترش می یابد ، و اطلاعات را از یک منبع به گیرنده منتقل می کند بدون اینکه عناصر کار را گرم کند. ” رئیس آزمایشگاه FEFU برای فن آوری های فیلم نازک و اولین نویسنده مقاله.

با استفاده از فناوری پیشرفته ، دانشمندان قصد دارند اندازه آسمانیات را کاهش دهند و دستگاههای عملی بر اساس آنها تولید کنند.


دستکاری آسمانهای کوچک با جریانهای الکتریکی کوچک


اطلاعات بیشتر:
A. V. Ognev و همکاران نانومیت نویسی Skyrmion با نوشتن مستقیم مغناطیسی ، ACS Nano (۲۰۲۰). DOI: 10.1021 / acsnano.0c04748

تهیه شده توسط
دانشگاه فدرال خاور دور

استناد :
دانشمندان نحوه ذخیره داده های رمز را در آسمان های مغناطیسی توضیح می دهند (۲۰۲۰ ، ۳۰ نوامبر)
بازیابی شده در ۷ دسامبر ۲۰۲۰
از https://phys.org/news/2020-11-scientists-cipher-magnetic-skyrmions.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. جدا از هرگونه معامله عادلانه به منظور مطالعه خصوصی یا تحقیق ، هیچ
نسخه ممکن است بدون اجازه کتبی تولید شود. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.