TESTI PARALLELI – Proprietà magnetiche di nuovi materiali nanoporosi per l’immagazzinamento dei dati

Inglese tratto da: questa pagina
Italiano tratto da: questa pagina
Data documento:16-08-2017

Magnetic properties of new nanoporous material for data storage, attracts attention
Proprietà magnetiche di nuovi materiali nanoporosi per l’immagazzinamento dei dati

With around 90% of the worlds data generated in the last two years alone, there is a pressing need for more efficient data storage and transfer.
Considerando che oltre il 90 % dei dati del mondo sono stati generati negli ultimi due anni è sempre più necessario trovare metodi più efficienti per la memorizzazione e il trasferimento dei dati.

The EU-funded SPIN-PORICS nanocomposite prototype may have a solution.
Il prototipo di nanocomposito del progetto SPIN-PORICS, finanziato dall’UE, potrebbe avere una soluzione.

Electronic devices which store information through magnetisation rely on magnetic switching, typically enabled by localised magnetic fields (generated via electromagnetic induction) or by spin-polarised electric currents (spin-transfer torque).
I dispositivi elettronici che conservano informazioni per mezzo della magnetizzazione usano la commutazione magnetica, normalmente permessa da campi magnetici localizzati (generati per induzione elettromagnetica) o da correnti elettriche con spin polarizzato (coppia di trasferimento dello spin).

However, both systems require relatively high electric currents which heat up materials, resulting in significant energy loss through heat dissipation – the so-called Joule effect.
Entrambi i sistemi però richiedono correnti elettriche relativamente alte che riscaldano i materiali, risultando in una significativa perdita di energia attraverso la dissipazione del calore – il cosiddetto effetto Joule.

Energy efficiency could be increased if the necessary magnetic fields and electric currents could be reduced.
Si potrebbe aumentare l’efficienza energetica se fosse possibile ridurre i campi magnetici e le correnti elettriche necessari.

This is achievable by lowering the coersivity (the ability to withstand an external magnetic field without becoming demagnetised) of the actuated material.
Questo si può fare abbassando la coercività (l’abilità di sopportare un campo magnetico esterno senza smagnetizzarsi) del materiale attivato.

Recent advances in this area have only reported significant success below 300 Kelvin and only with ultra-thin films or nanoparticles.
I recenti progressi in questo settore hanno riportato successi significativi solo al di sotto di 300 Kelvin e solo con pellicole ultra sottili o nanoparticelle.

>>>  However, the EU-funded SPIN-PORICS project recently announced the successful creation of a new material with sponge-like properties, with promise to advances efforts.
Il nuovo progetto SPIN-PORICS, finanziato dall’UE, però ha recentemente annunciato di aver creato un nuovo materiale con proprietà simili a una spugna, che promette nuovi progressi.

A new nanocomposite prototype
Un nuovo prototipo nanocomposito

The SPIN-PORICS (Merging Nanoporous Materials with Energy-Efficient Spintronics) project team reported in the journal Advanced Functional Materials that they had created the first prototypes of nanoporous magnetic memories, based on copper and nickel alloys (CuNi).
Il team del progetto SPIN-PORICS (Merging Nanoporous Materials with Energy-Efficient Spintronics) ha dichiarato alla rivista Advanced Functional Materials di aver creato i primi prototipi di memorie magnetiche nanoporose, a base di leghe di rame e nickel (CuNi).

The interior of these CuNi films were organised like a sponge, with only 5 or 10 nanometres spaces between pores, limiting space in the pore walls to a few dozen atoms.
L’interno di queste pellicole di CuNi era organizzato come una spugna, con spazi di appena 5 o 10 nanometri tra i pori, limitando lo spazio nelle pareti del poro a un paio di dozzine di atomi.

This nanoporous layer was filled with a dielectric material, where the magnetic properties were tuned at room temperature (RT) by using liquid electrolytes to apply voltage.
Questo strato nanoporoso era riempito con un materiale dielettrico, dove le proprietà magnetiche erano regolate a temperatura ambiente usando elettroliti liquidi per applicare la tensione elettrica.

The project team reported being able to achieve a 35% reduction of magnetic coercivity, meeting the energy consumption required to reorientate the magnetic domains which is necessary for data recording.
Il team del progetto ha detto si essere riuscito a raggiungere una riduzione del 35 % della coercività magnetica, ottenendo il consumo di energia necessario per riorientare i campi magnetici, che è necessario per registrare dati.

This result is due to the nanoporous design which enables the whole film – not only the surface – to participate in the electromagnetic effect.
Questo risultato è dovuto al design nanoporoso che permette a tutta la pellicola – non solo la superficie – di partecipare all’effetto elettromagnetico.

Summarising the success of the prototype project coordinator Professor Jordi Sort has said, ‘The nanopores found on the inside of nanoporous materials offer a great amount of surface.
Riassumendo il successo del progetto prototipo, il coordinatore, il professor Jordi Sort, ha detto, “I nanopori che si trovano all’interno di materiali nanoporosi offrono una grande quantità di superficie.

With this vast surface concentrated in a very small space we can apply the voltage of a battery and enormously reduce the energy needed to orientate the magnetic domains and record data.
Con questa ampia superficie concentrata in uno spazio molto piccolo possiamo applicare il voltaggio di una batteria e ridurre enormemente l’energia necessaria per orientare i campi magnetici e registrare i dati.

This represents a new paradigm in the energy saving of computers and in computing and handling magnetic data in general.’
Questo rappresenta un nuovo paradigma nel risparmio di energia dei computer e nel calcolo e nella gestione di dati magnetici in generale.”

Introducing a new paradigm for spintronics
Introdurre un nuovo paradigma per la spintronica

The digital revolution relies on increases in hard disk capacity and data processing speed and both have benefited from advances in magnetism and spintronics (spin transports electronics – which exploits electron spin and magnetisation).
La rivoluzione digitale ha bisogno di un aumento della capacità dell’hard disk e della velocità di elaborazione dei dati e entrambe queste cose sono state aiutate dai progressi di magnetismo e spintronica (elettronica fondata sullo spin – che sfrutta lo spin dell’elettrone e il magnetismo).

More broadly, developments in information and communication technology depend on overcoming the energy inefficiencies lingering in magnetoelectronic devices.
Più in generale, gli sviliuppi della tecnologia dell’informazione e della comunicazione dipendono dal superamento di inefficienze energetiche che continuano a esistere nei dispositivi magnetoelettrici.

It is estimated for example that with computers, 40% of energy is lost through heat dissipation.
Si stima per esempio che nei computer il 40 % dell’energia si perde con la dissipazione del calore.

This means that companies such as Google chose to locate their computer servers underwater or in Nordic countries to assure low temperatures.
Questo significa che aziende come Google scelgono di collocare i loro server sott’acqua o nei paesi nordici, per garantire temperature basse.

The SPIN-PORICS team foresees the new nanocomposite material principally benefiting three technological applications:
Il team di SPIN-PORICS prevede che il nuovo materiale nanocomposito sarà utile principalmente per tre applicazioni tecnologiche:

electrically-assisted magnetic recording, voltage-driven switching of magnetic random-access memories and spin field-effect transistors.
registrazione magnetica assistita elettricamente, commutazione guidata dalla tensione elettrica di memorie ad accesso casuale magnetiche e spin transistor a effetto campo.

Given that some calculations suggest that substituting electric current for voltage in data processing systems could reduce energy costs by a factor of 1/500, this new paradigm could have a significant economic impact.
Dato che alcuni calcoli suggeriscono che sostituendo la corrente elettrica con la tensione elettrica nei sistemi di elaborazione dei dati si potrebbero ridurre i costi energetici di un fattore di 1/500, questo nuovo paradigma potrebbe avere un significativo impatto economico.

According to Professor Jordi Sort, ‘Implementing this material into the memories of computers and mobile devices can offer many advantages, mainly in direct energy saving for computers and considerable increase in the autonomy of mobile devices.’
Secondo il prof. Jordi Sort, “L’implementazione di questo materiale nelle memorie di computer e dispositivi mobili può avere molti vantaggi, principalmente un risparmio diretto di energia per i computer e un aumento considerevole dell’autonomia dei dispositivi mobili.”

For more information, please see:
Per maggiori informazioni, consultare:

CORDIS project webpage
Pagina web del progetto su CORDIS

Source: Based on project information and media reports
Fonte: Sulla base di informazioni diffuse dal progetto e segnalazioni dei media