Søgen efter at levere ultrahurtig og energieffektiv magnetisk optagelse rykker et skridt nærmere

Bestræbelsen på at levere ultrahurtig og energieffektiv magnetisk optagelse kunne være et skridt tættere på at blive realiseret, på grund af banebrydende ny forskning i helt optisk omskiftning af magnetisering.

Da datacentrenes kapacitet og elforbrug stiger eksponentielt, er der et presserende økonomisk og samfundsmæssigt behov for at finde mere energieffektive metoder til informationslagring.

Denne efterspørgsel har ansporet en omfattende forskningsindsats i nye fysiske mekanismer til kontrol af magnetisering inden for magnetiske tynde film, f.eks. helt optisk switching.

Den helt optiske omskiftning af magnetisering gør det muligt at skrive magnetiske bits udelukkende af optiske laserimpulser uden behov for et eksternt magnetfelt.

Tidligere undersøgelser af al-optisk omskiftning af magnetisering har næsten udelukkende fokuseret på sjældne jordarters materialer som Gd og Tb, hvilket begrænser enhedens tunerbarhed og skalerbarhed.

Et team af forskere, ledet af University of Exeter, har lavet et afgørende gennembrud i den helt optiske omskiftning af magnetisering, og demonstrerer potentialet til at levere energieffektive magnetiske lagringsenheder i nanoskala, der udelukkende er baseret på overgangsmetaller som Fe, Co eller Ni.

Fra et synspunkt af teknologiske applikationer er de sjældne jordarters frie syntetiske ferrimagneter, der anvendes i dette arbejde, meget ønskværdige på grund af de lave omkostninger og den relative overflod af de indgående materialer og den uovertrufne afstemningsevne.

Resultaterne viser, at den helt optiske kobling drives af en spin-polariseret strøm, der flyder mellem de to ækvivalente magnetiske konfigurationer med antiparallel justering af Ni₃ Pt og Co ferromagnetiske lag. Skiftet kan opnås uafhængigt af lyspolariseringen og over et bredt temperaturområde.

Forskningen er publiceret i Nano Letters.

Maciej Dąbrowski, førsteforfatter fra University of Exeter siger, at deres "resultater viser, at nøgleingrediensen for helicitetsuafhængig alt-optisk switching i sjældne jordarters fri syntetisk ferrimagnet er at have to forskellige overgangsmetallag."

"Ved at ansætte Ni₃ Pt- og Co-lag var vi i stand til at skabe en ubalance af spin-polariseret strøm i en trilliontedel af et sekund (10 ^-12 s) efter laserexcitationen, som i sidste ende fører til magnetiseringsskift." + Udforsk yderligere

Næste generation af fotoniske hukommelsesenheder er 'lysskrevne', ultrahurtige og energieffektive