Nyt perovskite-materiale til at definere den næste generation af harddiske

Mængden af ​​data, der genereres på daglig basis, overgår hurtigt lagerkapaciteten på nutidens harddiske. For at følge med, den næste generation af harddiske skal bruge materialer med magnetiske egenskaber, der let kan manipuleres, giver dermed højere tæthed og bedre effektivitet.

For at imødekomme denne efterspørgsel, to EU-forskningsprojekter har netop udviklet et sådant materiale. Det nye perovskit-materiale har en magnetisk orden, der let kan ændres med varme og uden at forårsage en forstyrrelse af selve materialet.

Et modificeret materiale

Mange energiforskere ser perovskit solceller som et billigere alternativ til traditionelle siliciumbaserede systemer. Imidlertid, i modsætning til andre former for perovskitmateriale, den modificerede version, der er skabt af TOPOMAT- og PICOPROP-projekterne, udviser unikke egenskaber, der gør den til det foretrukne materiale til næste generation af harddiske.

TOPOMAT-projektet lagde grundlaget med sin forskning i forbindelsen mellem de grundlæggende fysiske egenskaber af topologiske isolatorer og deres fremtidige teknologiske anvendelser. Topologiske isolatorer er en nyligt opdaget klasse af materialer, der har et bulk elektronisk mellemrum og udviser ledende overfladetilstande. PICOPROP-projektet, på den anden side, fokuserer specifikt på egenskaberne ved det nyopdagede perovskitmateriale. Kombineret, denne forskning – som alt sammen udføres på schweiziske Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) – fik forskere til at opdage, at fordi det nye materiales magnetiske egenskaber let kan ændres, det er i bund og grund den første magnetiske fotoleder.

En kombination af egenskaber

Denne egenskab repræsenterer et vigtigt gennembrud inden for magnetisk datalagring. Da et materiales magnetisme kommer fra interaktionen mellem dets lokaliserede og bevægelige elektroner, resultatet er en fast magnetisk tilstand. Den eneste måde at ændre denne tilstand på er at ændre strukturen af ​​de elektroner, der findes i materialets kemi eller krystalstruktur. Imidlertid, en sådan ændring påvirker selve materialets sammensætning, dermed stærkt begrænse dens brug til magnetiske datalagringsformål.

Ifølge en artikel offentliggjort i tidsskriftet Natur , det nye perovskitmateriale kommer uden om denne begrænsning ved at kombinere fordelene ved ferromagneter, hvis magnetiske momenter er justeret i en veldefineret rækkefølge, med fotoledere, hvor lysbelysning genererer frie ledningselektroner med høj tæthed.

Det er denne kombination af egenskaber, der muliggør smeltning af magnetisering af fotoelektroner (dvs. elektroner, der udsendes fra materiale, når de rammes af lys). Resultatet er, at selv et svagt lys såsom en rød LED er tilstrækkelig til at smelte materialets magnetiske orden, skabe en høj tæthed af vandrende elektroner. Disse elektroner kan så let, hurtigt og kontinuerligt manipuleret ved blot at ændre intensiteten af ​​lyset.

Indflydelsesrig i næste generations harddiske

Selvom projekterne fortsat er i gang, disse første resultater indikerer, at dette nye materiale vil vise sig at være indflydelsesrigt i skabelsen af ​​næste generations højkapacitet, lavenergi harddiske. Ifølge en forsker, perovskitmaterialet er nøglen til at kombinere fordelene ved magnetisk opbevaring - langtidsstabilitet, høj datatæthed, ikke-flygtig drift og evnen til at omskrive – med hastigheden af ​​optisk skrivning og læsning.