Вчені навчилися перемикати магнітні стани за допомогою світла

Інженери Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розробили спосіб керувати магнетизмом за допомогою лазерного світла. Метод дозволив перемикати магнітні стани у структурі з дев’яти шарів металів і не вимагав певної поляризації світла.

У майбутньому це може допомогти створити компактніші накопичувачі даних із вищою швидкістю запису, пише ScienceDaily.

Як світло може замінити магнітне поле

Підписуйтеся на наші соцмережі

У сучасних жорстких дисках дані записують у вигляді бітів — нулів і одиниць, які кодують за допомогою магнітних станів матеріалу. Для зміни цих станів зазвичай використовують зовнішнє магнітне поле. Такий підхід потребує енергії та обмежує швидкість запису.

Альтернативою є оптичне перемикання — зміна магнітного стану матеріалу за допомогою світла. Лазер може передавати енергію надзвичайно короткими імпульсами й концентрувати її на малих ділянках. За оцінкою дослідників, такий підхід потенційно може забезпечити швидкість перемикання більш ніж у 1000 разів вищу, ніж традиційні методи із зовнішнім магнітним полем.

Як дослідники змінили лазерний промінь

Раніше оптичне перемикання вдавалося продемонструвати лише в дуже тонких магнітних структурах — не більш ніж із трьох шарів. Крім того, для цього потрібне було світло з певною поляризацією. Ці обмеження ускладнювали створення оптичної пам’яті, здатної довго зберігати інформацію.

Команда під керівництвом професора Абдулає Ндао змінила форму та розмір лазерного променя за допомогою спеціалізованої надшвидкої лазерної системи. Це дозволило дослідникам:

Для зміни магнітного стану дослідники використовували послідовність надшвидких імпульсів. Перші імпульси короткочасно нагрівали невелику ділянку матеріалу й змінювали її магнітну орієнтацію. Наступні імпульси поступово розширювали цю ділянку, доки новий магнітний стан не ставав стабільним.

За словами Ндао, команда вирішила не створювати новий матеріал із потрібними властивостями, а натомість змінила спосіб взаємодії світла з уже наявним матеріалом.

Що це означає для зберігання даних

Точніше фокусування світла може дозволити записувати інформацію в менших магнітних областях. Це потенційно збільшить щільність зберігання даних без збільшення фізичного розміру пристрою.