磁数据存储旨在在芯片结构中反复发送小磁位，并将它们密集存储后读出。然而，当要求产生特别微小的位时，磁杂散场会产生问题。近日，Max Born Institute（MBI），麻省理工学院（MIT）和DESY的研究人员通过在磁性结构上设置“隐形斗篷”，利用小而可移动的比特减少磁杂散场。该研究成果已发表在Nature Nanotechnology上。
物理学表明，磁性与原子中电子的旋转运动密切相关。围绕原子核以及绕自身轴旋转，电子产生原子磁矩。与该磁矩相关的磁杂散场的应用，例如用来固定插板上的音符的磁棒。这种现象也是磁杂散场，用于从磁性硬盘驱动器读取信息。现今的硬盘中，单个磁性钻头的尺寸约为15x45nm。
用于磁性存储数据的新颖概念，是通过电流脉冲在存储器芯片中来回发送磁性位，以便将它们存储在芯片中的合适位置后用于检索。磁杂散场能够防止比特变得更小，以便更加密集地封装信息。另一方面，杂散场下面的磁矩需要能够移动结构。
研究人员通过在磁性纳米结构上放置一个“隐形斗篷”并观察这些结构可以达到最小尺寸及最快速度。为此，将具有反向电子旋转的不同原子组合在一种材料中。通过这种方式，可以减少甚至完全消除磁杂散场。虽然，单个原子仍然带有磁矩但是一起被隐形。
尽管能够隐形，科学家仍能够对这些微小的结构进行成像。通过X射线全息术，他们能够选择性地仅使其中一个构成元素的磁矩可见，这样即使是隐形斗篷，也可以记录图像。
很明显，对隐形斗篷强度的微调能够同时满足两个目标，而这两个目标对数据存储的应用是至关重要的。
MBI的Bastian Pfau博士表示：“在图像中，我们看到了非常小的磁盘状磁性结构，最小的结构直径只有10nm”。
如果能够使用这种结构对数据进行编码，那么现今的硬盘驱动器的信息密度可能会显着增加。此外，在测量中，研究人员发现适当的隐形位可以通过短电流脉冲特别快地移动，这在存储器件的实际使用中是一种重要特性。
MBI的Stefan Eisebitt教授解释道：“这可能是量子物理学的结果。围绕原子核的电子轨道对磁矩的贡献只是电子围绕其自身轴旋转的一半。”
将不同的原子与这种旋转的不同方向和强度组合时，可以消除系统的总旋转，同时能够保持小的磁矩。当通过电流脉冲移动结构时角动量会产生阻力，而这种方法能够实现高速运动。因此，通过调整隐形斗篷的强度，可以实现磁位结构的小尺寸和高速度，这是新颖的磁数据存储的良好前景。
