Бозе-Эйнштейновский конденсат магнонов

Как развивалась технология магнитных дисков? Как на них записывалась информация? Что изменилось после открытия эффекта гигантского магнитосопротивления? И как будет развиваться данная технология? Об этом рассказывает кандидат физико-математических наук Сергей Демокритов.

История началась в 1956 году, когда фирма IBM разработала первый магнитный диск. Этот диск имел емкость 5 мб и стоил 100000 $.Он был размером со шкаф, но за последние 50 лет эта область достигла такого развития, что мы имеем магнитные диски емкостью в миллион раз больше, 5 терабайт, которые стоят 100$ и имеют размеры примерно в 1000 раз меньше, чем первый магнитный диск. Эти успехи возможны только благодаря развитию магнитной динамики наносистем, поскольку было понятно с самого начала: для того, чтобы увеличить возможности таких магнитных дисков, область, на которую записывается 1 бит, должна становиться все меньше и меньше.

Следующим этапом развития магнитной динамики и магнитных наноносителей стало туннельное магнитное сопротивление. Выяснилось, что если в качестве прослойки между двумя ферромагнитными системами поставить неметалл, как это было в «гигантском сопротивлении», а изолятор, очень тонкий изолятор, толщиной примерно 1 нанометр, то эффект станет еще более сильным. Это нетрудно понять, потому что теперь, чтобы электрону пройти из одной пленки в другую, нужно не просто пролететь через немагнитный металл, а проаннулировать.

Известный квантово-механический эффект туннелирования заключается в том, что, если квантово-механическая частица проходит через барьер, в котором для нее не существует частиц, коэффициент прохождения сильно зависит от толщины барьера, и, как выясняется, он еще зависит от спина этой частицы. Ситуация с туннельным магнитным сопротивлением заключалась в том, что электрон, переносящий ток в одной пленке, должен был перейти, проаннулировать, в другую пленку, и если у этой пленки намагниченность была антипараллельна намагниченности первой пленки, то для этого электрона во многих случаях не находилось состояния, в которое он мог проаннулировать.