Forradalmi mágneses kutatás: Terahertz-sugárzás az új tárolási technológiákhoz!

Forradalmi mágneses kutatás: Terahertz-sugárzás az új tárolási technológiákhoz!

Egy nemzetközi kutatócsoport a közelmúltban jelentős előrelépést ért el a fény segítségével mágneses struktúrák elemzésére és potenciálisan manipulálására. A dortmundi, drezdai tudósok és a Max Planck Anyagszerkezeti és Dinamikai Intézet (MPSD) ígéretes megközelítéseket mutatnak be az anyagminták mágneses állapotainak hatékony olvasására és potenciális írására. TU Dortmund jelentése szerint jelenleg mindössze néhány száz megabájt/másodperc sebességgel érik el az adatokat. Az újonnan kifejlesztett módszerek ezt a folyamatot néhány nanoszekundumra lerövidíthetik.

A jelenlegi publikáció rendkívül rövid és intenzív terahertzes impulzusokat használt, amelyeket a HZDR-ben az „ELBE” sugárforrás generált. Ezek az impulzusok nemcsak rendkívül vékony anyagminták mágnesezettségének elemzésére képesek, hanem új utakat nyitnak meg a mágneses struktúrák pikoszekundumokon belüli manipulálására. Dr. Sergey Kovalev a TU Dortmundból és Dr. Ruslan Salikhov a HZDR-ből vezette a kísérleteket. Elemezték, hogy a terahertzes impulzusok hogyan hoznak létre mágneses kölcsönhatásokat, amelyek fontosak az adatfeldolgozáshoz.

Új lehetőségek az adattárolásban és -feldolgozásban

Különösen izgalmasak a fejlemények az antiferromágneses anyagok terén, amelyeket a váltakozó spinelrendezések jellemeznek. Az MPSD csapata a közelmúltban áttörést ért el az MIT-vel együttműködve. A tudósok új, hosszan tartó mágneses állapotot tudtak létrehozni egy antiferromágneses anyagban terahertzes lézer segítségével. Ezek az eredmények úttörőnek bizonyulhatnak a robusztus memóriachipek fejlesztésében. Hangos MPSD FePS3 anyagot használtak, amely 118 Kelvin (-115 °C) körül éri el antiferromágneses fázisát.

A terahertzes impulzus új pozícióba tudja mozgatni az atomok spinjeit, nettó mágnesezést indukálva. Ez az állapot néhány ezredmásodpercig tartott, ami jelentős meghosszabbítást jelent a korábbi kísérletekhez képest. Ez a módszer új utakat nyithat meg a mágneses tulajdonságok specifikus szabályozására.

Technológiai kihívások és perspektívák

A kutatás központi fogalma a spinek és a fononok közötti kölcsönhatás, amelyek „ragasztóként” működnek, és parancsokat továbbítanak a mágnesezéshez. Egy ilyen folyamat során az atomi távolságok modulálódnak, ami a mágneses tulajdonságok megváltozását eredményezi. Scinexx hangsúlyozza, hogy ez a kutatás még mindig alapkutatásnak számít, mert a kihívás a különböző mágneses állapotok közötti váltás megbízható módszereinek kidolgozása.

Ezek az új technológiák is kompaktabb forrásokat igényelnek a rövid terahertzes impulzusokhoz, és erőteljes érzékelőket igényelnek az elemzéshez. A kutatók eredményei hosszú távon forradalmasíthatják az adatok tárolásának és feldolgozásának módját azáltal, hogy lehetővé teszik a mágnesesen tárolt adatok terahertzes sugárzással történő nemcsak olvasását, hanem írását is.