Савремени живот се врти око података, што значи да су нам потребни нови, брзи и енергетски штедљиви начини за читање и писање података на уређајима за складиштење података. Развојем технологије за оптичку комутацију магнетних материјала (АОС), оптичка метода коришћења ласерских импулса уместо магнета за писање података привукла је значајну пажњу у последњој деценији. Иако је брза и енергетски ефикасна, АОС технологија има проблема са тачношћу. Истраживачи са Еиндховен универзитета за технологију у Холандији измислили су нову методу која користи феромагнетне материјале као референцу за тачно уписивање података у слој кобалт-гадолинијума (Цо / Гд) са ласерским импулсима. Њихово истраживање објављено је у часопису Натуре Цоммуницатионс.
Магнетни материјали на чврстим дисковима и другим уређајима чувају податке у облику рачунарских битова. Традиционално се подаци читају и записују на тврди диск померајући мали магнет на материјалу. Међутим, како се потражња за производњом, потрошњом, приступом и складиштењем података и даље повећава, постоји велика потражња за бржим и енергетски ефикаснијим методама приступа, складиштења и снимања података.
Свеоптичко пребацивање (АОС) магнетних материјала је обећавајућа метода у погледу брзине и енергетске ефикасности. Свеоптички прекидач користи фемтосекундне ласерске импулсе за промену смера магнетног спина на пикосекундној скали. За писање података могу се користити два механизма: више импулсни и једно импулсни преклопници. У више импулзном прекидачу је крајњи смер спина детерминиран, што значи да се он може унапред одредити поларизацијом светлости. Међутим, за овај механизам обично је потребно више ласера, што смањује брзину и ефикасност писања.
С друге стране, брзина писања са једним импулсом биће много бржа, али истраживање једно-пулсног свеоптичког прекидача показује да је једно импулзно пребацивање клизни процес. То значи да је за промену стања одређеног магнетног бита потребно претходно познавање бита. Другим речима, стање БИТ-а мора се очитати пре него што се пребрисе, што уводи фазу читања у процес писања и на тај начин ограничава брзину.
Боља метода је детерминистичка једно-пулсна свеоптичка метода пребацивања, где коначни правац бита зависи само од процеса који се користи за подешавање и ресетовање бита. Тренутно су истраживачи из групе за наноструктуру на Одсеку за примењену физику Технолошког универзитета у Еиндховену развили нову методу за постизање детерминираног једносупалног писања у магнетним складишним материјалима, чинећи процес писања прецизнијим.
Извор слике: Еиндховен Университи оф Тецхнологи
У свом експерименту, истраживачи са Технолошког универзитета у Еиндховену дизајнирали су систем за писање који се састоји од три слоја - феромагнетског референтног слоја направљеног од кобалта и никла, који помаже или спречава слободни слој у слободном слоју. Ротациона склопка, проводни размакни бакарни (Цу) слој или слој празнине и оптички подесиви слој без Цо / Гд. Дебљина слоја слоја је мања од 15 нм.
Једном када је узбуђен фемтосекундним ласером, референтни слој се демагнетизира у мање од 1 пикосекунде. Дио изгубљеног угаоног момента повезаног са спином у референтном слоју претвара се у спиралну струју коју преноси електрон. Завртње у струји су у истом смеру као и центрифуге у референтном слоју.
Ова центрифузна струја се затим креће од референтног слоја преко бакреног размака (бела стрелица на слици) до слободног слоја, где може помоћи или спречити пребацивање спина у слободном слоју. То зависи од релативног правца центрифуге референтног и слободног слоја.
Променом енергије ласера проузроковаће се два стања. Прво, изнад прага, крајњи правац центрифуге у слободном слоју у потпуности одређује референтни слој; друго, изнад вишег прага, примећује се пребацивање. Истраживачи су показали да се ова два механизма могу користити за тачно писање стања центрифуге слободног слоја без разматрања његовог почетног стања током процеса писања. Ово откриће пружа важан развој за наше будуће ширење уређаја за чување података.