Επαναστατική μαγνητική έρευνα: Ακτινοβολία Terahertz για νέες τεχνολογίες αποθήκευσης!

Επαναστατική μαγνητική έρευνα: Ακτινοβολία Terahertz για νέες τεχνολογίες αποθήκευσης!

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών σημείωσε πρόσφατα σημαντική πρόοδο στη χρήση του φωτός για την ανάλυση και τον ενδεχόμενο χειρισμό μαγνητικών δομών. Οι επιστήμονες από το Ντόρτμουντ, τη Δρέσδη και το Ινστιτούτο Max Planck για τη Δομή και τη Δυναμική της Ύλης (MPSD) παρουσιάζουν πολλά υποσχόμενες προσεγγίσεις τόσο για την αποτελεσματική ανάγνωση όσο και για τη δυνητική εγγραφή μαγνητικών καταστάσεων σε δείγματα υλικού. TU Dortmund αναφέρει ότι αυτή τη στιγμή η πρόσβαση στα δεδομένα γίνεται με ταχύτητες μόλις μερικών εκατοντάδων megabyte ανά δευτερόλεπτο. Οι νέες μέθοδοι που αναπτύχθηκαν θα μπορούσαν να συντομεύσουν αυτή τη διαδικασία σε μερικά νανοδευτερόλεπτα.

Η τρέχουσα δημοσίευση χρησιμοποίησε εξαιρετικά σύντομους και έντονους παλμούς terahertz που δημιουργήθηκαν στο HZDR από την πηγή ακτινοβολίας «ELBE». Αυτοί οι παλμοί δεν είναι μόνο ικανοί να αναλύσουν τη μαγνήτιση εξαιρετικά λεπτών δειγμάτων υλικού, αλλά επίσης ανοίγουν νέους τρόπους χειρισμού μαγνητικών δομών μέσα σε picoseconds. Ο Δρ. Sergey Kovalev από το TU Dortmund και ο Dr. Ruslan Salikhov από το HZDR οδήγησαν τα πειράματα. Ανέλυσαν πώς οι παλμοί terahertz δημιουργούν μαγνητικές αλληλεπιδράσεις που είναι σημαντικές για την επεξεργασία δεδομένων.

Νέες δυνατότητες αποθήκευσης και επεξεργασίας δεδομένων

Ιδιαίτερα συναρπαστικές είναι οι εξελίξεις στον τομέα των αντισιδηρομαγνητικών υλικών, που χαρακτηρίζονται από τις εναλλασσόμενες διατάξεις περιστροφής τους. Μια σημαντική ανακάλυψη πέτυχε πρόσφατα η ομάδα MPSD σε συνεργασία με το MIT. Οι επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν μια νέα, μακράς διαρκείας μαγνητική κατάσταση σε ένα αντισιδηρομαγνητικό υλικό χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ terahertz. Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να αποδειχθούν πρωτοποριακά στην ανάπτυξη ισχυρών τσιπ μνήμης. Μεγαλόφωνος MPSD Χρησιμοποιήθηκε το υλικό FePS3, το οποίο φτάνει στην αντισιδηρομαγνητική του φάση περίπου στους 118 Kelvin (-115 °C).

Ένας παλμός terahertz θα μπορούσε να μετακινήσει τα σπιν των ατόμων σε μια νέα θέση, προκαλώντας καθαρή μαγνήτιση. Αυτή η κατάσταση διήρκεσε μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, κάτι που αποτελεί σημαντική επέκταση σε σύγκριση με προηγούμενα πειράματα. Αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να ανοίξει νέους τρόπους για τον ειδικό έλεγχο των μαγνητικών ιδιοτήτων.

Τεχνολογικές προκλήσεις και προοπτικές

Κεντρική ιδέα σε αυτή την έρευνα είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ spin και φωνονίων, τα οποία λειτουργούν ως «κόλλα» και μεταδίδουν εντολές στη μαγνήτιση. Κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας διαδικασίας, οι ατομικές αποστάσεις διαμορφώνονται, με αποτέλεσμα μια αλλαγή στις μαγνητικές ιδιότητες. Scinexx τονίζει ότι αυτή η έρευνα εξακολουθεί να θεωρείται βασική έρευνα επειδή η πρόκληση είναι να αναπτυχθούν αξιόπιστες μέθοδοι για εναλλαγή μεταξύ διαφορετικών μαγνητικών καταστάσεων.

Αυτές οι νέες τεχνολογίες απαιτούν επίσης πιο συμπαγείς πηγές για βραχείς παλμούς terahertz και ισχυρούς αισθητήρες για ανάλυση. Τα ευρήματα των ερευνητών θα μπορούσαν, μακροπρόθεσμα, να φέρουν επανάσταση στον τρόπο αποθήκευσης και επεξεργασίας δεδομένων, καθιστώντας δυνατή όχι μόνο την ανάγνωση αλλά και την εγγραφή μαγνητικά αποθηκευμένων δεδομένων χρησιμοποιώντας ακτινοβολία terahertz.