Współczesne życie kręci się wokół danych, co oznacza, że potrzebujemy nowych, szybkich i energooszczędnych sposobów odczytywania i zapisywania danych na urządzeniach pamięci masowej.
Metody optyczne, które wykorzystują impulsy laserowe zamiast magnesów do zapisywania danych, zyskały znaczną uwagę w ostatniej dekadzie.
Rozwój całkowicie optycznego przełączania (AOS) materiałów magnetycznych, choć szybki i energooszczędny, AOS ma problemy z precyzją.
Naukowcy z Eindhoven University of Technology w Holandii wynaleźli nową metodę precyzyjnego zapisywania danych w kobalt
Badania te zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
Komunikacja.
Materiały magnetyczne znajdujące się na dyskach twardych i innych urządzeniach przechowują dane w postaci bitów komputerowych.
Jednakże z rosnącym zapotrzebowaniem na produkcję danych, konsumpcję, dostęp i przechowywanie,
istnieje znaczne zapotrzebowanie na szybsze i bardziej energooszczędne metody dostępu, przechowywania i rejestrowania danych.
Komutacja całkowicie optyczna (AOS) materiałów magnetycznych jest obiecującym podejściem pod względem szybkości i efektywności energetycznej.
W celu zapisania danych można użyć dwóch mechanizmów:
W przełączaniu wieloimpulsowym ostateczny kierunek spinu jest deterministyczny, co oznacza, że można go określić w
Jednakże mechanizm ten zazwyczaj wymaga wielu laserów, co zmniejsza prędkość i wydajność światła.
Pisanie.
Z drugiej strony pisanie pojedynczym impulsem jest znacznie szybsze, ale badania dotyczące pojedynczego impulsu całkowicie optycznego przełączania wykazały, że pojedynczy impuls przełączania
To oznacza, że aby zmienić stan określonego bitu magnetycznego, wymagana jest wcześniejsza wiedza o bitie.
stan bitu musi zostać odczytany przed jego nadpisaniem, co wprowadza fazę odczytu do procesu pisania, ograniczając tym samym prędkość.
Lepszym podejściem jest deterministyczna metoda jednoimpulsowego całkowicie optycznego przełączania, w której ostateczny kierunek bitu zależy tylko od
Naukowcy z grupy Nanostruktur na Wydziale Fizyki Stosowanej w Eindhoven
Uniwersytet Technologiczny opracował nową metodę osiągnięcia deterministycznego pisania pojedynczego impulsu w materiałach magazynowania magnetycznego, dzięki czemu
proces pisania bardziej precyzyjny.
W swoich eksperymentach naukowcy z TU Eindhoven zaprojektowali system pisania składający się z trzech warstw:
wykonana z kobaltu i niklu, która wspomaga lub zapobiega przełączaniu się spin w wolnej warstwie; przewodzący spacer miedzi (Cu) lub warstwa szczelin; oraz
optycznie przełączalna warstwa wolna od CO/Gd. grubość warstwy kompozytowej jest mniejsza niż 15 nm.
Po podnieceniu przez femtosekundowy laser, warstwa odniesienia demagnetyzuje się w mniej niż 1 pikosekundę.
w warstwie odniesienia jest następnie przekształcona w prąd spin przenoszony przez elektrony.
wyrównane z kierunkami obrotowymi w warstwie odniesienia.
Prąd ten przemieszcza się następnie z warstwy odniesienia przez miedzianą spacer (patrz białe strzałki na rysunku) do wolnej warstwy, gdzie może być
To zależy od względnej orientacji obrotu warstwy odniesienia i warstwy wolnej.
Zmiana energii lasera prowadzi do dwóch stanów. Po pierwsze, powyżej progu ostateczna orientacja spin w wolnej warstwie jest całkowicie określona przez
Po drugie, powyżej wyższego progu obserwuje się przełączanie.
Używane są razem do precyzyjnego zapisania stanu spin wolnej warstwy bez konieczności rozważania jej stanu początkowego podczas procesu zapisu.
Odkrycie stanowi ważny krok naprzód w rozwoju naszych przyszłych urządzeń do przechowywania danych.