Transformerende magnetisk lagring kan stamme fra visionen om kvante

Magnetiske materialer har en verdensomspændende markedsandel på omkring 50 milliarder dollar om året. En ny grænse i studiet af disse materialer, femtomagnetisme, kunne føre til ultrahurtige magnetiske lagringsenheder, der ville transformere informationsbehandlingsteknologier med lagringsenheder adskillige størrelsesordener hurtigere.

Nu, forskere rapporterer om en bordplade-metode til at karakterisere sådan en hurtigere magnetisk lagring ved hjælp af højharmonisk generation af laserlys i tynde jernfilm, som forskerne sammenligner med dannelsen af ​​lydbølger ved at slå tangenter på et klaver.

De præsenterer deres arbejde i denne uge ved American Physical Society March Meeting i 2019 i Boston, og en af ​​forskerne vil også deltage i et pressemøde, der beskriver arbejdet. Information til fjernbetjening til at se og stille spørgsmål er inkluderet i slutningen af ​​denne pressemeddelelse.

Hvis du spiller et klaver sagte, klaverhammeren rammer en streng, der genererer en lyd med en bestemt grundfrekvens, hovedforsker, Guoping Zhang, forklaret, men hvis du rammer hårdere, tonekvaliteten ændres fra bas til diskant. "I basregionen, der er 50 til 60 gange grundfrekvensen eller 50 til 60 harmoniske, " sagde han. "I vores arbejde, vi gør i det væsentlige det samme med lys, konvertere en enkelt frekvens til mange, mange multipler af lysfrekvensen, eller høje harmoniske. "

"Der er masser af ikke -magnetiske materialer, der kan producere høje harmoniske, "sagde Zhang, der er professor i fysik ved Indiana State University. "Betydningen af ​​vores arbejde er at udvide konceptet med høj harmoniske til teknologisk vigtige magnetiske materialer."

Metoden måler, hvordan elektroner bevæger sig, eller spin, under indflydelse af en stærk laserpuls på en kvadrilliondel-af-et-sekund tidsskala. Der er mange måder at måle en prøves magnetiske egenskaber på, Zhang sagde, men flertallet mangler evnen til at løse de kvantemekaniske spins, som er i centrum for spintronik.

"Nyheden i vores metode, som aldrig var kendt før, er, at vi direkte kan detektere spin-signalet, "Zhang sagde." Dette signal er afgørende og er kernen i spin-baseret teknologi. "

Hvad mere er, Zhang sagde, "forskere stoler ofte på meget store faciliteter for at udføre nødvendige målinger. Høj harmonisk generation fra Fe tynde film er et bordeksperiment; derfor er det mere tilgængeligt for mange grupper."

"Vores arbejde var inspireret af flere banebrydende værker før os, "Sagde Zhang. Den første er femtomagnetisme, hvor en ultrahurtig laserpuls, i stedet for et magnetfelt, kan bruges til at afmagnetisere en prøve. Den anden er forskning med høj harmonisk generation inden for andre materialer.

"Vi kombinerede disse to felter sammen, "Zhang sagde." I fremtiden planlægger vi at undersøge meget mere komplicerede, men teknologisk vigtige materialer med komplicerede spin -teksturer, der er vanskelige at undersøge med andre teknikker. "

Zhang siger, at gruppens arbejde har den samme vision som kvanteteknologi i brugen af ​​elektron -spin til at bære information, men er mere praktisk, fordi det stammer fra magnetiske opbevaringsideer. "Vores nuværende arbejde vil give en måde at karakterisere disse kvantebits, " han sagde.