Helmholtzovo centrum prehĺbilo pochopenie opticky ovládateľného média na ukladanie údajov; Inteligentné
28. augusta 2017, 13:36 | Hagen Lang
Vedci z Helmholtzovho centra v Berlíne pre materiály a energiu (HZB) po prvýkrát analyzovali prepínanie vlastností magnetického materiálu laserovým svetlom prostredníctvom tepelných efektov a prehĺbili svoje chápanie opticky ovládateľných zariadení na ukladanie magnetických údajov.
Práca, ktorá bola teraz publikovaná v časopise „Scientific Reports“, sa zaoberá sľubnými médiami na ukladanie dát zapísanými laserovým svetlom, ktoré sú roky skúmané. Zatiaľ však stále existuje množstvo nezodpovedaných otázok o základných mechanizmoch a presnom fungovaní opticky ovládateľných magnetických pamätí, “hovorí Dr. Florian Kronast, zástupca vedúceho oddelenia materiálov pre zelenú spintroniku v Helmholtzovom centre v Berlíne (HZB).
Vedci zamerali lúč svetla z infračerveného laseru s priemerom iba 3 mikrometre na nanometrovú magnetickú vrstvu zliatiny TbFe vyrobenú z kovov terbia a železa. „To je oveľa menej, ako to bolo bežné v predchádzajúcich experimentoch,“ hovorí vedkyňa HZB Ashima Arora, hlavná autorka štúdie. A vedcom to umožnilo dosiahnuť doposiaľ jedinečnú úroveň detailov. Zobrazenie magnetických domén v zliatine, ktoré tím vytvoril pomocou röntgenového svetla zo zdroja synchrotrónového žiarenia BESSY II, odhalilo jemnosti veľkosti 30 nanometrov.
Laser dopadá na zliatinu TbFe vyrobenú z terbia a železa
Okolo úzkej laserovej škvrny je vytvorená prstencová oblasť, ktorá oddeľuje dve magneticky odlišné oblasti od seba. Vo vnútri prstenca je ohrievaním úplne vymazaný predtým existujúci model magnetizácie. Vo vonkajšej zóne však zostáva v pôvodnej podobe. V úzkom prstenci medzi nimi je rozloženie teploty, ktoré umožňuje meniť magnetizáciu posúvaním okrajov domény. „Toto je jediné miesto, kde dochádza k prepínaniu magnetických vlastností, inými slovami, v prípade pamäte sa údaje ukladajú,“ vysvetľuje Arora.
„Tieto nové objavy pomôžu vyvinúť opticky riadené magnetické pamäťové zariadenia s najlepšími možnými vlastnosťami,“ hovorí Florian Kronast. Ďalší efekt, ktorý vedci na HZB po prvýkrát a prekvapivo pozorovali, prispieva k lepšiemu pochopeniu fyzikálnych procesov, ktoré sú pre to dôležité: spôsob prepínania magnetizácií citlivo závisí od hrúbky vrstvy materiálu ožiareného laserovým svetlom. Mení sa, keď je hrúbka vrstvy medzi 10 a 20 nanometrami.
„Je to jasný dôkaz toho, že dva rôzne mechanizmy zohrávajú úlohu a navzájom si konkurujú,“ vysvetľuje Kronast. On a jeho tím majú pre to podozrenie na dva komplexné fyzické účinky. Na potvrdenie sú však potrebné ďalšie experimentálne a teoretické výskumy.