4291
Інженери Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розробили спосіб керувати намагніченістю матеріалу за допомогою спеціально сформованих ультрашвидких лазерних імпульсів. Автори оцінюють, що такий підхід може перемикати магнітні стани більш ніж у тисячу разів швидше, ніж методи, які покладаються на зовнішнє магнітне поле.
Ідея потенційно важлива для майбутньої магнітної пам’яті. Сучасні накопичувачі мають одночасно бути швидкими, компактними та енергоефективними, але звичайні способи перемикання магнітних бітів мають фізичні обмеження.
У новому підході дослідники керують не хімічним складом матеріалу, а параметрами самого лазерного променя. Ультрашвидкий імпульс фокусується на мікроскопічній ділянці й локально змінює магнітний стан.
Ключовою виявилася площа світлової плями. Коли її розмір ставав меншим приблизно за 1,36 мікрометра, напрямок намагніченості вдавалося перемикати незалежно від спіральності світла — напрямку обертання його поляризації.
Експеримент проводили на багатошаровій структурі з дев’яти чергованих шарів платини й кобальту. Це важливий результат, оскільки в попередніх роботах надійне оптичне перемикання часто обмежувалося значно тоншими структурами.
Процес не відбувається одним імпульсом. Перший лазерний удар локально нагріває матеріал і створює невелику область із протилежною намагніченістю.
Наступні імпульси поступово розширюють цю область, доки магнітна структура не переходить у новий стабільний стан.
Форма й розмір лазерної плями дозволяють керувати локальним нагріванням і силами, що діють на магнітні домени. Чим меншу область можна надійно перемикати, тим дрібнішим потенційно може бути окремий інформаційний біт.
За оцінками авторів, швидкість такого оптичного запису може більш ніж у тисячу разів перевищувати перемикання, яке створюється зовнішнім магнітним полем.
Якщо інженерам вдасться зменшити ефективний розмір світлової плями до кількох сотень нанометрів, технологія може також суттєво збільшити щільність запису.
Поки що це лабораторний метод, а не готовий накопичувач. Для практичного використання потрібно довести довговічність матеріалу, точність перемикання великої кількості бітів і можливість інтегрувати лазерну систему в компактну електроніку.
Проте робота показує, що оптичне керування магнетизмом може стати одним із напрямів розвитку надшвидких систем зберігання даних.
https://noworries.news/inzhenery-navchyly-lazer-zapysuvaty-dani-u-tysyachu-raziv-shvydshe-za-magnit/
