Revolutionær magnetisk forskning: Terahertz-stråling til nye lagringsteknologier!

Revolutionær magnetisk forskning: Terahertz-stråling til nye lagringsteknologier!

Et internationalt team af forskere har for nylig gjort betydelige fremskridt med at bruge lys til at analysere og potentielt manipulere magnetiske strukturer. Forskerne fra Dortmund, Dresden og Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD) præsenterer lovende tilgange til både effektivt at læse og potentielt skrive magnetiske tilstande i materialeprøver. TU Dortmund rapporterer, at data i øjeblikket tilgås med hastigheder på blot et par hundrede megabyte i sekundet. De nyudviklede metoder kunne forkorte denne proces til nogle få nanosekunder.

Den aktuelle publikation brugte ekstremt korte og intense terahertz-impulser, der blev genereret ved HZDR af "ELBE"-strålingskilden. Disse impulser er ikke kun i stand til at analysere magnetiseringen af ​​ekstremt tynde materialeprøver, men åbner også op for nye måder at manipulere magnetiske strukturer inden for picosekunder. Dr. Sergey Kovalev fra TU Dortmund og Dr. Ruslan Salikhov fra HZDR ledede eksperimenterne. De analyserede, hvordan terahertz-impulser skaber magnetiske interaktioner, der er vigtige for databehandling.

Nye muligheder inden for datalagring og -behandling

Udviklingen inden for antiferromagnetiske materialer, som er karakteriseret ved deres skiftende spin-arrangementer, er særligt spændende. Et gennembrud blev for nylig opnået af MPSD-teamet i samarbejde med MIT. Forskerne var i stand til at skabe en ny, langvarig magnetisk tilstand i et antiferromagnetisk materiale ved hjælp af en terahertz-laser. Disse resultater kan vise sig at være banebrydende i udviklingen af ​​robuste hukommelseschips. Højt MPSD Der blev brugt materialet FePS3, som når sin antiferromagnetiske fase ved omkring 118 Kelvin (-115 °C).

En terahertz-impuls kunne flytte atomernes spins til en ny position, hvilket inducerer nettomagnetisering. Denne tilstand varede nogle få millisekunder, hvilket er en væsentlig forlængelse i forhold til tidligere eksperimenter. Denne metode kunne åbne op for nye måder til specifikt at kontrollere magnetiske egenskaber.

Teknologiske udfordringer og perspektiver

Et centralt koncept i denne forskning er samspillet mellem spins og fononer, der fungerer som "lim" og sender kommandoer til magnetiseringen. Under en sådan proces moduleres atomafstandene, hvilket resulterer i en ændring i de magnetiske egenskaber. Scinexx understreger, at denne forskning stadig betragtes som grundforskning, fordi udfordringen er at udvikle pålidelige metoder til at skifte mellem forskellige magnetiske tilstande.

Disse nye teknologier kræver også mere kompakte kilder til korte terahertz-impulser og kraftige sensorer til analyse. Forskernes resultater kan på længere sigt revolutionere den måde, data lagres og behandles på, ved at gøre det muligt ikke blot at læse, men også at skrive magnetisk lagrede data ved hjælp af terahertz-stråling.