Інженери навчили лазер записувати дані у тисячу разів швидше за магніт

Інженери Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розробили метод керування намагніченістю матеріалу за допомогою спеціально сформованих лазерних імпульсів. Технологія відкриває шлях до створення магнітної пам’яті, яка може бути швидшою, компактнішою та енергоефективнішою за сучасні рішення.

На відміну від традиційних підходів, де властивості змінюються через склад матеріалу, тут дослідники управляють параметрами самого лазерного променя. Ультрашвидкий лазер концентрує енергію на мікроскопічній ділянці поверхні. Коли розмір світлової плями стає меншим за 1,36 мкм, вдається перемикати напрямок намагніченості незалежно від спіральності світла — тобто від напрямку обертання його поляризації.

Експеримент проводили на структурі з дев’яти чергових шарів платини та кобальту. Це помітний прогрес: раніше подібне оптичне перемикання вдавалося отримати лише у структурах завтовшки до трьох магнітних шарів, а за подальшого збільшення товщини ефект зникав.

Перемикання відбувається не одним імпульсом, а їхньою послідовністю. Перший імпульс локально нагріває матеріал і створює невелику ділянку з протилежною намагніченістю. Наступні імпульси поступово розширюють цю область, доки матеріал не переходить у новий стійкий стан.

Дослідники можуть керувати процесом, змінюючи форму та розмір лазерної плями — це дає змогу контролювати локальний нагрів і сили, що діють на магнітну структуру. Чим менша область впливу, тим меншим потенційно може бути записуваний біт.

За оцінкою авторів, такий спосіб оптичного перемикання може виявитися більш ніж у тисячу разів швидшим за методи, що використовують зовнішнє магнітне поле. Якщо вдасться зменшити розмір світлової плями до кількох сотень нанометрів, технологія потенційно дозволить суттєво підвищити щільність зберігання даних.