Vallankumouksellinen magneettitutkimus: Terahertsisäteilyä uusille tallennustekniikoille!

Vallankumouksellinen magneettitutkimus: Terahertsisäteilyä uusille tallennustekniikoille!

Kansainvälinen tutkijaryhmä on viime aikoina edistynyt merkittävästi valon käytössä magneettisten rakenteiden analysoinnissa ja mahdollisesti manipuloinnissa. Dortmundin, Dresdenin ja Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD) tutkijat esittävät lupaavia lähestymistapoja sekä tehokkaaseen magneettisten tilojen lukemiseen että mahdollisesti kirjoittamiseen materiaalinäytteissä. TU Dortmund raportoi, että dataa käytetään tällä hetkellä vain muutaman sadan megatavun nopeudella. Äskettäin kehitetyt menetelmät voisivat lyhentää tätä prosessia muutamaan nanosekuntiin.

Nykyisessä julkaisussa käytettiin erittäin lyhyitä ja voimakkaita terahertsipulsseja, jotka ELBE-säteilylähde synnytti HZDR:ssä. Nämä pulssit eivät ainoastaan ​​pysty analysoimaan äärimmäisen ohuiden materiaalinäytteiden magnetoitumista, vaan myös avaavat uusia tapoja manipuloida magneettisia rakenteita pikosekuntien sisällä. Tri Sergey Kovalev Dortmundin yliopistosta ja tohtori Ruslan Salikhov HZDR:stä johtivat kokeita. He analysoivat, kuinka terahertsipulssit luovat tiedonkäsittelyn kannalta tärkeitä magneettisia vuorovaikutuksia.

Uusia mahdollisuuksia tietojen tallentamisessa ja käsittelyssä

Erityisen jännittävää on kehitys antiferromagneettisten materiaalien alalla, joille on tunnusomaista niiden vuorottelevat pyörimisjärjestelyt. MPSD-tiimi saavutti äskettäin läpimurron yhteistyössä MIT:n kanssa. Tutkijat pystyivät luomaan uuden, pitkäkestoisen magneettisen tilan antiferromagneettisessa materiaalissa terahertsilaserin avulla. Nämä havainnot voivat osoittautua uraauurtaviksi kestävien muistisirujen kehittämisessä. äänekäs MPSD Käytettiin materiaalia FePS3, joka saavuttaa antiferromagneettisen vaiheensa noin 118 Kelvinissä (-115 °C).

Terahertsipulssi voisi siirtää atomien spinit uuteen asentoon, mikä saa aikaan nettomagnetisoitumisen. Tämä tila kesti muutaman millisekunnin, mikä on merkittävä lisäys aikaisempiin kokeisiin verrattuna. Tämä menetelmä voi avata uusia tapoja ohjata erityisesti magneettisia ominaisuuksia.

Teknologiset haasteet ja näkökulmat

Keskeinen käsite tässä tutkimuksessa on spinien ja fononien välinen vuorovaikutus, jotka toimivat "liimana" ja välittävät käskyjä magnetisaatioon. Tällaisen prosessin aikana atomietäisyydet moduloidaan, mikä johtaa magneettisten ominaisuuksien muutokseen. Scinexx korostaa, että tätä tutkimusta pidetään edelleen perustutkimuksena, koska haasteena on kehittää luotettavia menetelmiä eri magneettisten tilojen välillä.

Nämä uudet tekniikat vaativat myös kompaktimpia lähteitä lyhyille terahertsipulsseille ja tehokkaita antureita analysointia varten. Tutkijoiden löydökset voivat pitkällä aikavälillä mullistaa tietojen tallennuksen ja käsittelyn mahdollistamalla magneettisesti tallennettujen tietojen lukemisen ja kirjoittamisen terahertsisäteilyä käyttämällä.