Millennium-palkinto 2014

Millennium-palkinto tipahti sitten Stuart Parkinille siitä saavutuksesta, että valjasti Albert Fertin ja Peter Grünbergin löytämän suuren magnetoresistanssin (giant magnetoresistance – GMR) ja suunnitteli ilmiöllä toimivan uudenlaisen lukupään tietokoneiden kiintolevyihin. Keksintö mahdollisti kiintolevyjen tallennuskapasiteetin moninkertaistamisen ja siten valtavien datamäärien varastoimisen. Fert ja Grünberg saivat Nobelin fysiikanpalkinnon fysikaalisen mekanismin löytämisestä. Ilmiö liittyy siihen, että tietynlaisissa ferromagneettisissa kerrostetuissa materiaaleissa resistanssi riippuu elektronien spinistä eli sisäisen pyörimisen suunnasta. Spin-riippuvien ilmiöiden tutkimuksesta on kehittynyt spin-elektroniikan ala eli lyhyemmin spintroniikka.

Stuart Parkin on tuttu hahmo kaikissa spintroniikkaan liittyvissä fysiikan konferensseissa. Kun Fert ja Grünberg saivat Nobelin palkinnon 2007 silloinen proffani soitti Parkinille ja oli pahoillaan siitä, että palkintokomitea ei muistanut häntä. 🙂 No saipa nyt millenniuminsa sitten sen sijaan.

Parkin on sittemmin tehnyt töitä täysin uudentyyppisen massamuistin luomiseksi. Siinä ei olisi liikkuvia osia niin kuin kovalevyissä. Sitä kutsutaan racetrack-muistiksi, koska se muistuttaa muodoltaan yleisurheilun kilparataa loivien kaarteiden takia. Tieto on koodattu muistissa magneettisesti, mutta kiintolevyistä poiketen magneettisia alueita siirretään virralla sen spiniin aiheuttaman momentin kautta (spin transfer torque). Itse asiassa yksi tänhetkinen tutkimusaiheistani liittyy siihen, miten näitä alueita voisi liikuttaa mahdollisimman helposti pienellä virralla. Tähän asti liikutteluun tarvitaan suhteellisen suuria virtoja eikä edistystä ole kovasti tapahtunu viime vuosina, koska magneettisten alueiden rajoihin syntyy ”seiniä” eli alueita joissa aineen magneettiset momentit kääntyvät 180 astetta (magnetic domain wall) ja näiden seinien liikkuvuus on vielä rajoitettua. Jos liikkuvuutta pystytään parantamaan racetrack-muistit voivat tarjota huomattavasti suuremman tallennuskapasiteetin ja lukunopeuden kuin nykyiset flash-teknologiaan perustuvat muistit. Se olisi siten vastaavanlainen iso edistysaskel tietojenkäsittelyssä kuin GMR-lukupäät olivat kiintolevyjen kohdalla.

 

Advertisements