Центърът на Хелмхолц задълбочи разбирането на оптически контролируемите носители за съхранение на данни; Умен

28 август 2017 г., 13:36 | Хаген Ланг

разбирането

Изследователи от Центъра за материали и енергия Helmholtz Berlin (HZB) за първи път анализират превключването на свойствата на магнитния материал чрез лазерна светлина чрез топлинни ефекти и задълбочават разбирането си за оптически управляемите устройства за съхранение на магнитни данни.

Работата, която сега е публикувана в списание "Scientific Reports", се занимава с обещаващи носители за съхранение на данни, написани с лазерна светлина, които са изследвани от години. Досега обаче все още има редица въпроси без отговор относно основните механизми и точното функциониране на оптично управляемите магнитни памет ”, казва д-р. Флориан Кронаст, заместник-ръководител на отдел „Материали“ за зелена спинтроника в Helmholtz Center Berlin (HZB).

Изследователите насочили лъч светлина от инфрачервен лазер с диаметър само 3 микрометра върху тънък на нанометър магнитен слой на сплавта TbFe, направена от металите тербий и желязо. „Това е много по-малко от обичайното в предишни експерименти“, казва ученият от HZB Ашима Арора, водещ автор на изследването. И това позволи на изследователите да постигнат уникално досега ниво на детайлност. Образът на магнитните домейни в сплавта, който екипът създаде с помощта на рентгенова светлина от синхротронния източник на излъчване BESSY II, разкри тънкости с размер 30 нанометра.

Лазерът попада в сплавта TbFe, изработена от тербий и желязо

Около тясното лазерно петно ​​се образува пръстеновидна област, която разделя две магнитно различни области една от друга. Вътре в пръстена, предишният модел на намагнитване се изтрива напълно от нагряването. В зоната отвън обаче тя остава в първоначалния си вид. В тесния пръстен между тях възниква разпределение на температурата, което позволява промяна на намагнитването чрез изместване на ръбовете на домейна. „Това е единственото място, където се извършва превключването на магнитните свойства, с други думи, в случай на памет, данните се съхраняват“, обяснява Арора.

„Тези нови открития ще помогнат за разработването на оптично контролирани магнитни устройства за съхранение с най-добрите възможни свойства“, казва Флориан Кронаст. Друг ефект, който изследователите от HZB за първи път и изненадващо наблюдават, допринася за по-доброто разбиране на физическите процеси, които са важни за това: начинът на превключване на намагнитванията зависи чувствително от дебелината на слоя на материала, облъчен с лазерна светлина. Той се променя, когато дебелината на слоя е между 10 и 20 нанометра.

„Това е ясна индикация, че два различни механизма играят роля и се конкурират помежду си“, обяснява Кронаст. Той и екипът му подозират два сложни физически ефекта за това. За потвърждаването му обаче са необходими допълнителни експериментални и теоретични изследвания.