- Licht kan het magnetische gedrag snel veranderen, wat wijst op snellere methoden voor gegevensopslag
- De onderzoekers testten magneten die dunner zijn dan een haar, zonder koeling of extreme omstandigheden
- De laserpulsen veranderden het gedrag van de magneet tot 40% bij kamertemperatuur
Het moderne digitale leven hangt grotendeels af van de efficiëntie waarmee informatie kan worden opgeslagen en verwerkt.
Van harde schijf Voor opkomende computersystemen blijft magnetisme centraal in deze technologieën, omdat het bepaalt hoe bits worden geschreven, verplaatst en opgeslagen.
Ingenieurs hebben lang gezocht naar manieren om magnetisch gedrag snel en nauwkeurig af te stemmen zonder afhankelijk te zijn van elektrische stromen met hoge temperaturen.
Ga verder dan onpraktische laboratoriumomstandigheden
Licht is vaak voorgesteld als een alternatief controlemiddel, maar de meeste demonstraties vereisten extreme omstandigheden die de relevantie in de echte wereld beperkten.
Veel eerdere experimenten hadden aangetoond dat laserpulsen magnetische excitaties konden beïnvloeden, maar alleen in bulkmaterialen, bij zeer lage temperaturen of via gespecialiseerde midden-infraroodlasersystemen.
Deze beperkingen maken het moeilijk om integratie in alledaagse hardware voor te stellen, omdat dergelijke omstandigheden botsen met schaalbare productie en praktische bediening van de apparaten.
In deze context hebben Duitse, Zwitserse en Italiaanse onderzoekers onlangs experimentele resultaten gerapporteerd die erop wijzen dat dergelijke beperkingen wellicht niet onvermijdelijk zijn.
Hun studie, gepubliceerd in Communicatie over de natuuronderzoekt of magnetische excitaties optisch kunnen worden afgestemd in ultradunne materialen die werken bij kamertemperatuur en bescheiden magnetische velden.
Het onderzoek richt zich op een nanometerdikke film van bismut-gesubstitueerd yttrium-ijzer-granaat, gegroeid op een kristallijn substraat dat spanning in de film introduceert.
Deze spanning dwingt de magnetisatie om zich uit het vlak te oriënteren, waardoor een goed gedefinieerde magnetische toestand ontstaat vóór excitatie.
Met behulp van femtoseconde pompsondetechnieken volgden de onderzoekers hoe de magnetisatie reageerde nadat korte pulsen zichtbaar licht het materiaal raakten.
Omdat de fotonenergie de bandafstand van het materiaal overschrijdt, heerst door laser geïnduceerde verwarming in plaats van selectieve resonante excitatie.
Het team paste een extern magnetisch veld van minder dan 200 mT toe om de initiële magnetische configuratie te controleren.
Onder deze omstandigheden constateerden de onderzoekers dat laserpulsen de frequentie van coherente magnonen tot 40% konden verhogen of verlagen.
Magnonen vertegenwoordigen collectieve spin-oscillaties, en hun frequentie bepaalt hoe magnetische informatie zich door een materiaal voortplant.
De richting van de frequentieverandering was afhankelijk van zowel het aangelegde magnetische veld als de laserfluentie.
Lagere velden bevorderden frequentiereducties bij gematigde fluentie, terwijl hogere velden leidden tot frequentiestijgingen naarmate de excitatiesterkte toenam.
De onderzoekers beschrijven dit gedrag als laser-geïnduceerde on-demand frequentieafstemming van coherente magnonen in een nanometer dikke magneet bij kamertemperatuur.
Modellering en simulaties geven aan dat het effect niet voortkomt uit niet-lineaire interacties veroorzaakt door grote magnonpopulaties.
In plaats daarvan komt het voort uit een evenwicht tussen magnetische anisotropie en het externe veld, tijdelijk veranderd door optische verwarming.
Simpel gezegd hebben onderzoekers een manier gevonden om korte lichtflitsen te gebruiken om het magnetische gedrag naar boven of naar beneden bij te stellen in een materiaal dat dunner is dan een mensenhaar, terwijl het bij kamertemperatuur werkt.
Dit suggereert een toekomst waarin magnetische componenten hun intrede zullen doen zakelijke computers EN opslag apparaten het zou sneller en met minder energie kunnen worden aangepast.
Volg TechRadar op Google Nieuws EN voeg ons toe als uw favoriete bron om nieuws, recensies en meningen van onze experts in uw feeds te krijgen. Klik dan zeker op de knop Volgen!
En jij kunt dat natuurlijk ook Volg TechRadar op TikTok voor nieuws, recensies, unboxing in videoformaat en ontvang regelmatig updates van ons WhatsApp ook.
