Revolusjonerende magnetisk forskning: Terahertz-stråling for nye lagringsteknologier!

Revolusjonerende magnetisk forskning: Terahertz-stråling for nye lagringsteknologier!

Et internasjonalt team av forskere har nylig gjort betydelige fremskritt med å bruke lys til å analysere og potensielt manipulere magnetiske strukturer. Forskerne fra Dortmund, Dresden og Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD) presenterer lovende tilnærminger for både effektivt å lese og potensielt skrive magnetiske tilstander i materialprøver. TU Dortmund rapporterer at data nås med hastigheter på bare noen få hundre megabyte per sekund. De nyutviklede metodene kan forkorte denne prosessen til noen få nanosekunder.

Den nåværende publikasjonen brukte ekstremt korte og intense terahertz-pulser som ble generert ved HZDR av "ELBE"-strålingskilden. Disse pulsene er ikke bare i stand til å analysere magnetiseringen av ekstremt tynne materialprøver, men åpner også for nye måter å manipulere magnetiske strukturer i løpet av pikosekunder. Dr. Sergey Kovalev fra TU Dortmund og Dr. Ruslan Salikhov fra HZDR ledet eksperimentene. De analyserte hvordan terahertz-pulser skaper magnetiske interaksjoner som er viktige for databehandling.

Nye muligheter innen datalagring og prosessering

Utviklingen innen området antiferromagnetiske materialer, som er preget av deres vekslende spinn-arrangementer, er spesielt spennende. Et gjennombrudd ble nylig oppnådd av MPSD-teamet i samarbeid med MIT. Forskerne var i stand til å skape en ny, langvarig magnetisk tilstand i et antiferromagnetisk materiale ved hjelp av en terahertz-laser. Disse funnene kan vise seg å være banebrytende i utviklingen av robuste minnebrikker. Høyt MPSD Materialet FePS3 ble brukt, som når sin antiferromagnetiske fase ved rundt 118 Kelvin (-115 °C).

En terahertz-puls kan flytte atomenes spinn til en ny posisjon, og indusere netto magnetisering. Denne tilstanden varte noen få millisekunder, som er en betydelig forlengelse sammenlignet med tidligere eksperimenter. Denne metoden kan åpne for nye måter å spesifikt kontrollere magnetiske egenskaper.

Teknologiske utfordringer og perspektiver

Et sentralt konsept i denne forskningen er samspillet mellom spinn og fononer, som fungerer som "lim" og overfører kommandoer til magnetiseringen. Under en slik prosess blir atomavstandene modulert, noe som resulterer i en endring i de magnetiske egenskapene. Scinexx understreker at denne forskningen fortsatt regnes som grunnforskning fordi utfordringen er å utvikle pålitelige metoder for å veksle mellom ulike magnetiske tilstander.

Disse nye teknologiene krever også mer kompakte kilder for korte terahertz-pulser og kraftige sensorer for analyse. Forskernes funn kan på lang sikt revolusjonere måten data lagres og behandles på ved å gjøre det mulig ikke bare å lese, men også å skrive magnetisk lagrede data ved hjelp av terahertz-stråling.