Центр Гельмгольца поглибив розуміння оптично керованих носіїв для зберігання даних; Розумні

28 серпня 2017 р., 13:36 | Хаген Ланг

гельмгольца

Дослідники Берлінського центру матеріалів та енергетики (HZB) вперше проаналізували перемикання властивостей магнітного матеріалу лазерним світлом через теплові ефекти та поглибили своє розуміння оптично керованих магнітних пристроїв зберігання даних.

Робота, яка зараз опублікована в журналі "Наукові звіти", стосується перспективних носіїв для зберігання даних, написаних лазерним світлом, які досліджувались роками. На сьогодні, однак, залишається низка запитань без відповіді щодо основних механізмів та точного функціонування оптично керованих магнітних пам’ятей », - говорить доктор Флоріан Кронаст, заступник начальника відділу матеріалів із зеленої спінтроніки Берлінського центру Гельмгольца (HZB).

Дослідники спрямували промінь світла від інфрачервоного лазера діаметром лише 3 мікрометри на тонкий нанометром магнітний шар сплаву TbFe, виготовленого з металів тербію та заліза. "Це набагато менше, ніж це було звичайно в попередніх експериментах", - каже вчений HZB Асіма Арора, провідний автор дослідження. І це дозволило дослідникам досягти досі унікального рівня деталізації. Зображення магнітних доменів у сплаві, яке команда створила за допомогою рентгенівського світла від синхротронного джерела випромінювання BESSY II, виявило тонкощі розміром 30 нанометрів.

Лазер потрапляє на сплав TbFe з тербію та заліза

Навколо вузької лазерної плями, яка відокремлює дві магнітно різні області одна від одної, утворюється кільцева область. Усередині кільця попередньо існуючий шаблон намагнічування повністю стирається нагріванням. Однак у зоні зовні він залишається у своєму первісному вигляді. У вузькому кільці між ними відбувається розподіл температури, що дозволяє змінювати намагніченість, зміщуючи краї домену. "Це єдине місце, де відбувається перемикання магнітних властивостей, іншими словами, в пам'яті дані зберігаються", - пояснює Арора.

"Ці нові результати допоможуть розробити оптично керовані магнітні накопичувачі з найкращими можливими властивостями", - говорить Флоріан Кронаст. Ще один ефект, який дослідники HZB вперше і напрочуд спостерігали, сприяє кращому розумінню важливих для цього фізичних процесів: спосіб перемикання намагніченостей чутливо залежить від товщини шару матеріалу, опроміненого лазерним світлом. Він змінюється, коли товщина шару становить від 10 до 20 нанометрів.

"Це чітке свідчення того, що два різні механізми відіграють роль і конкурують між собою", - пояснює Кронаст. Він та його команда підозрюють у цьому два складні фізичні ефекти. Однак для його підтвердження необхідні подальші експериментальні та теоретичні дослідження.