A Quantidade de dados gerada no mundo tem vindo a crescer exponencialmente [1] surgindo a necessidade de
novos sistemas para os armazenar no menor espaço possível, com maior rapidez e de uma forma duradoura. Para
isso iremos desenvolver o primeiro dispositivo 3D de armazenamento de dados utilizando redes auto-organizadas de
nanofios cilíndricos (nanofibras), que permitirão o armazenamento de maiores densidades de informação, milhões
de vezes mais rápido que nos actuais discos rígidos.
Recentemente foi proposto um novo tipo de dispositivo chamado "racetrack memory device" (dispositivo de memória
em pista) [5], que consiste na disposição vertical de nanofios magnéticos onde a informação é armazenada ao
longo destes como sequências de domínios magnéticos (Fig. 1). Esta informação é movimentada ao longo do
nanofio passando uma corrente polarizada por este, até que a informação chegue à cabeça de leitura/escrita [6],
aumentando assim a rapidez de leitura/escrita de informação e a densidade de informação armazenada (ao dispor
as pistas em colunas alinhadas verticalmente, a memória torna-se 3D, aumentando enormemente a densidade de
dados armazenada). No entanto existem ainda limitações essenciais: a impossibilidade de fabricar redes verticais
de nanofitas; a limitação da velocidade de propagação das paredes de domínio magnéticas (DWs) nestas; e o
aquecimento local causado pela passagem de pulsos de corrente [33]. O controlo preciso do movimento de DWs é
de extrema importância, mas até agora foi apenas estudado em nanofitas individuais [A1,A2,5-11] ou filmes [13,14],
as quais requerem processos de fabrico dispendiosos e a necessidade de criar ranhuras para fixação das DWs (Fig.
2) provocando aquecimento local indesejado ao introduzir pulsos de corrente [12].
O uso de nanofibras neste tipo de dispositivos possui enormes vantagens relativamente às nanofitas: técnicas
de fabrico simples e baratas, que facilitam a implementação industrial e permitem controlar o tamanho dos bits
magnéticos [A3,A4,15-19,30-32] (Fig. 3); a possibilidade de usar constrições químicas (em vez de ranhuras) para a
fixação das DWs, evitando o indesejável aquecimento local; e a eliminação do chamado ?Walker breakdown?, uma
das maiores limitações da velocidade de propagação das DWs em nanofitas [20,29]. Deste modo, vamos controlar
o movimento das DWs em nanofibras individuais e respectivas redes ordenadas 3D, desenvolvendo dispositivos de
armazenamento magnético mais rápidos e com uma maior capacidade e fiabilidade, fabricados com métodos de
baixo custo.
Resumindo, os principais objectivos deste projecto são:
- fabricar nanofios cilíndricos com movimentos de DWs extremamente rápidos, superando as limitações do ?Walker
breakdown? reportado em nanofitas;
- estudar a fixação das DWs em nanofibras individuais e respectivas redes ordenadas usando constrições químicas,
evitando assim o aquecimento local indesejado;
- desenvolver o primeiro dispositivo funcional 3D de memória ?racetrack". |
