Следвай Kaldata в Google: Слушай статията0:00 / ~4:091×

Инженери от Калифорнийския университет в Сан Диего са разработили метод за управление на магнетизма с помощта на светлина. Технологията, известна като оптично превключване в бъдеще може да ускори и значително да намали цената на записването на цифрови данни.

Съвременните твърди дискове кодират информацията с помощта на миниатюрни намагнитени области. Записването обикновено изисква външно магнитно поле, което консумира енергия и ограничава скоростта. Светлината е способна да доставя енергия чрез къси импулси и да се фокусира върху много малки площи. Според оценките на изследователите, оптичното превключване може да осигури скорост, над 1000 пъти по-висока в сравнение с методите, използващи външно магнитно поле.

Колкото по-малък е лъчът – толкова по-плътна е паметта

За целта учените са използвали специализиран свръхбърз лазер и са променили формата и размера на лъча му. Полученият лъч се е оказал значително по-малък, отколкото в предишните експерименти. Колкото по-малък е размерът на лъча, толкова по-малка и по-плътна е оптичната памет, отбеляза главният автор на работата Абдулай Ндао, професор в катедрата по електротехника и компютърни технологии в Инженерния факултет „Джейкъбс“.

Преди това оптичното превключване беше ограничено от две условия: то работеше само с много тънки магнитни структури, не по-дебели от три слоя, и изискваше светлина с определена поляризация. Увеличаването на дебелината на материала потискаше ефекта, което ограничаваше способността на структурата да съхранява информация за дълго време.

Преодоляване на бариерата

Като е променил формата и е намалил размера на лъча, екипът е успял заобиколи и двете ограничения. Оптичното превключване успя да бъде демонстрирано в структура от девет редуващи се слоя от платина и кобалт, при това без изисквания към поляризацията на светлината. Методът работи по следния начин: лазерната енергия се концентрира в изключително малка област, след което се подава серия от свръхбързи импулси. Първите импулси за кратко нагряват локалния участък и променят неговата намагнитеност, а следващите постепенно разширяват обърнатата област, докато новото състояние не се стабилизира.

„Вместо да създаваме нов материал за оптично превключване, ние преобразувахме самата светлина и демонстрирахме свойства, които преди това се смятаха за невъзможни.“

каза Ндао

Според първия автор на изследването, Мухамад Валид Халид, ефектите са били толкова нови, че на екипа му е отнел много време и усилия да убеди научната общност чрез повторни експерименти, че това не е случайност. Работата обедини специалисти по оптика и тънкослойни магнитни материали — по-конкретно Ерик Фулертън, професор и ръководител на Центъра за изследвания на паметта и записването.

Какво предстои

До практическото приложение в потребителската електроника остават редица технически препятствия. Основното е, че използваният свръхбърз лазер е труден за вграждане в компютърни чипове. Изследователите търсят магнитни материали, които реагират на лазерни системи, по-подходящи за интеграция, и се опитват да намалят лъча до няколкостотин нанометра. Ако оставащите инженерни задачи бъдат решени, този подход може да стане основа за ново поколение компактни устройства за съхранение с висока плътност и значително по-бързо записване на данни.

Резултатите на учените са публикувани в списанието Nature Communications.