รองศาสตราจารย์ ดร.พรรณวดี จุรีมาศ สังกัดภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม ได้ทำการศึกษาและพัฒนาองค์ความรู้ทางด้านฟิสิกส์มาประยุกต์ใช้กับอุตสาหกรรมเทคโนโลยีบันทึกข้อมูลเช่น การออกแบบหัวอ่าน หัวเขียน แผ่นบันทึกข้อมูลในฮาร์ดดิสไดร์ฟ การออกแบบอุปกรณ์หน่วยความจำเข้าถึงแบบสุ่มเชิงแม่เหล็ก (Magnetoresistive random access memory, MRAM) และอุปกรณ์สปินทรอนิกส์ เป็นต้น กลุ่มวิจัยการคำนวณทางด้านวัสดุแม่เหล็กเริ่มก่อตั้งปี พ.ศ. 2557 โดยมีวัตถุประสงค์ในการผลิตบุคลากรทางด้านฟิสิกส์ในระดับปริญญาตรี โท เอก ที่มีคุณภาพเพื่อรองรับการเติบโตของอุตสาหกรรมบันทึกข้อมูลที่ยังขาดแคลนมาก และผลิตงานวิจัยที่มีคุณภาพระดับสากลพร้อมทั้งยกระดับและเผยแพร่ความรู้ทางด้านวัสดุแม่เหล็กและการประยุกต์ใช้งานในประเทศไทยให้มากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังมีเป้าหมายที่จะทำให้มหาวิทยาลัยมหาสารคามเป็นที่รู้จักในระดับประเทศและนานาชาติ ซึ่งงานวิจัยที่ทำการศึกษาจะเป็นความเป็นความร่วมมือทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกับมหาวิทยาลัยและบริษัทชั้นนำของโลก
อุตสาหกรรมบันทึกข้อมูลหรือฮาร์ดดิสไดร์ฟเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ส่งผลต่อเศรษฐกิจของประเทศไทยเป็นอย่างมากเนื่องจากประเทศไทยเป็นฐานการผลิตฮาร์ดดิสไดร์ฟที่ใหญ่ที่สุดในโลก การขยายตัวของอุตสาหกรรมนี้จึงส่งผลอย่างมากต่อเศรษฐกิจของประเทศ การบันทึกข้อมูลโดยอาศัยคุณสมบัติทางแม่เหล็กเป็นวิธีการหลักในการเก็บข้อมูลในปัจจุบัน แม้ว่าการเก็บข้อมูลในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะจะค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยหน่วยความจำแบบโซลิตสเตท แต่ความต้องการในการบันทึกข้อมูลแบบคราวด์ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการบันทึกข้อมูลเชิงแม่เหล็กกลับสูงขึ้นทำให้การเพิ่มพื้นที่ความจุข้อมูลเชิงพื้นที่ของฮาร์ดดิสไดร์ฟมีความจำเป็นอย่างยิ่ง
แบบจำลองระดับอะตอมของวัสดุแม่เหล็กเป็นเครื่องมือที่เข้ามามีบทบาทอย่างมากในการวิเคราะห์คุณสมบัติต่างๆ ทางแม่เหล็กของวัสดุ ซึ่งทำให้เข้าใจกระบวนการทางฟิสิกส์ที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นภายในวัสดุมากขึ้นและสามารถนำไปสู่การประยุกต์ใช้ในการออกแบบอุปกรณ์ต่างๆ ที่อาศัยคุณสมบัติทางแม่เหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กในระดับนาโนเมตรซึ่งแบบจำลองระดับจุลภาคที่ใช้กันโดยทั่วไปไม่สามารถนำมาประยุกต์ใช้และอธิบายปัญหาต่างๆ ที่ได้รับความสนใจได้เช่น การใช้ความร้อนในการบันทึกข้อมูลเชิงแม่เหล็ก (heat assisted magnetic recording) การลบล้างสภาพแม่เหล็กด้วยเลเซอร์(ultrafast laser-induced demagnetisation) และการศึกษาคุณสมบัติแอนไอโซทรอปีบริเวณพื้นผิวและรอยต่อ (surface and interface anisotropy) ในโครงสร้างวัสดุแม่เหล็กหลายชั้น เป็นต้น โดยแบบจำลองระดับอะตอมจะทำการพิจารณาผลของแต่ละอะตอมภายในวัสดุที่มีต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุนั้นๆ ซึ่งแต่ละอะตอมจะมีค่าโมเมนต์แม่เหล็กซึ่งเป็นคุณสมบัติภายในซึ่งเป็นปริมาณที่บอกถึงความเป็นแม่เหล็กของอะตอมนั้นๆ ฮามิลโทเนียนแบบฉบับของสปิน (classical spin Hamiltonian) จะถูกนำมาอธิบายพลังงานต่างๆ ที่เกิดขึ้นในวัสดุแม่เหล็ก ได้แก่ พลังงานอันตรกิริยาแลกเปลี่ยน พลังงานแอนไอโซทรอปี พลังงานภายนอก พลังงานสองคู่ขั้วและพลังงานความร้อน จากนั้นพลวัตของแมกนีไทเซชันซึ่งแสดงการเปลี่ยนแปลงทิศทางของแม่เหล็กสามารถคำนวณได้จากสมการ LLG (Laudau-Lifshitz-Gilbert equation) จากการศึกษาพบว่าแบบจำลองระดับอะตอมสามารถใช้ในการออกแบบอุปกรณ์หน่วยความจำเชิงแม่เหล็กได้อย่างดีโดยให้ผลการคำนวณที่สอดคล้องกับผลการศึกษาเชิงการทดลอง ซึ่งแบบจำลองดังกล่าวจึงเป็นเครื่องมือที่สามารถนำไปใช้ในการออกแบบอุปกรณ์หน่วยความจำต่างๆ ในอนาคตเพื่อใช้ในการทำนายพฤติกรรม และออกแบบให้อุปกรณ์มีการทำงานที่มีประสิทธิภาพที่สูงได้
