Forskere fanger let klemme og strække næste generations datalagringsmateriale

Forskere ved Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory har for første gang set, hvordan atomer i jern-platin-nanopartikler-et næste generations materiale til magnetiske datalagringsenheder-reagerer ekstremt hurtigt på korte laserblink. At forstå disse grundlæggende bevægelser kan potentielt føre til nye måder at manipulere og kontrollere sådanne enheder med lys.

Ved at kombinere øjebliksbilleder fra to verdensførende ultrahurtige atomopløsning "kameraer" på SLAC-Linac Coherent Light Source (LCLS) røntgenlaser og et apparat til ultrahurtig elektrondiffraktion (UED)-viste teamet, at laserblinkene demagnetiserede jernet -platinumpartikler inden for mindre end en billionion af et sekund, får atomer i materialet til at bevæge sig tættere sammen i en retning og bevæge sig længere fra hinanden i en anden.

Resultaterne giver også den første atomniveaubeskrivelse af den mekaniske stamme, kendt som magnetostriktion, forekommer i magnetiske materialer, når magnetiseringen ændres. Fænomenet manifesterer sig på mange måder, herunder transformers elektriske brummen. Inden undersøgelsen, udgivet i dag i Naturkommunikation , forskere havde antaget, at disse strukturelle ændringer sker relativt langsomt. Imidlertid, de nye data tyder på, at ultrahurtige processer kan spille en vigtig rolle.

"Tidligere modeller af egenskaber ved jern-platin-nanopartikler overvejede ikke disse ekstremt hurtige og grundlæggende atombevægelser, "siger Hermann Dürr, undersøgelsens hovedforsker fra Stanford Institute for Materials and Energy Sciences (SIMES), som drives i fællesskab af SLAC og Stanford. "Selvom vi endnu ikke forstår de fulde konsekvenser af disse processer, at inkludere dem i vores beregninger kan åbne nye veje til udvikling af fremtidige datalagringsteknologier. "

Skubber grænserne for magnetisk datalagring

Magnetiske lagerenheder bruges i vid udstrækning til at registrere information, der produceres i stort set alle områder af vores digitale verden, og de menes at forblive afgørende datalagringsløsninger i en overskuelig fremtid. Står over for stadig større mængder af globale datamængder, hardware ingeniører sigter mod at maksimere den tæthed, hvormed disse medier kan lagre information.

Imidlertid, nuværende teknologier kommer tæt på deres tekniske grænser. Dagens harddiske, for eksempel, kan nå lagertætheder på flere hundrede milliarder bits pr. og lignende fremtidige enheder forventes ikke at overstige meget mere end en billion bits per square inch. Nye udviklinger er nødvendige for at tage magnetisk datalagring til det næste niveau.

"En meget lovende tilgang, der kan bringe os der, er varmeassisteret magnetisk optagelse på harddiske ved hjælp af nanoserede korn af materialer som jern-platin, "siger Eric Fullerton, direktør for Center for Memory and Recording Research ved University of California, San Diego, og medforfatter af det nye studie. "I denne metode, informationen er kodet med en nanofokuseret laser og et magnetfelt, eller muligvis endda en laser alene, der skifter magnetisering af nanopartiklerne. Disse næste generations drev, som kan have meget større lagertætheder, er allerede ved at blive testet i industrien og kan snart blive kommercielt tilgængelige. "