Revolučný magnetický výskum: Terahertzové žiarenie pre nové technológie ukladania!

Revolučný magnetický výskum: Terahertzové žiarenie pre nové technológie ukladania!

Medzinárodný tím výskumníkov nedávno dosiahol významný pokrok v používaní svetla na analýzu a potenciálne manipuláciu s magnetickými štruktúrami. Vedci z Dortmundu, Drážďan a Inštitútu Maxa Plancka pre štruktúru a dynamiku hmoty (MPSD) predstavujú sľubné prístupy k efektívnemu čítaniu a potenciálnemu zapisovaniu magnetických stavov do vzoriek materiálu. TU Dortmund uvádza, že k údajom sa v súčasnosti pristupuje rýchlosťou len niekoľko stoviek megabajtov za sekundu. Novo vyvinuté metódy by mohli tento proces skrátiť na niekoľko nanosekúnd.

Aktuálna publikácia používa extrémne krátke a intenzívne terahertzové impulzy, ktoré boli generované v HZDR zdrojom žiarenia „ELBE“. Tieto impulzy sú nielen schopné analyzovať magnetizáciu vzoriek extrémne tenkých materiálov, ale tiež otvárajú nové spôsoby manipulácie s magnetickými štruktúrami v priebehu pikosekúnd. Dr. Sergey Kovalev z TU Dortmund a Dr. Ruslan Salikhov z HZDR viedli experimenty. Analyzovali, ako terahertzové impulzy vytvárajú magnetické interakcie, ktoré sú dôležité pre spracovanie údajov.

Nové možnosti v ukladaní a spracovaní dát

Obzvlášť vzrušujúci je vývoj v oblasti antiferomagnetických materiálov, ktoré sú charakteristické svojim striedavým usporiadaním točenia. Tím MPSD v spolupráci s MIT nedávno dosiahol prelom. Vedcom sa pomocou terahertzového lasera podarilo vytvoriť nový, dlhotrvajúci magnetický stav v antiferomagnetickom materiáli. Tieto zistenia by sa mohli ukázať ako prelomové vo vývoji robustných pamäťových čipov. nahlas MPSD Použitý bol materiál FePS3, ktorý dosahuje svoju antiferomagnetickú fázu pri teplote okolo 118 Kelvinov (-115 °C).

Terahertzový impulz by mohol posunúť rotáciu atómov do novej polohy, čo by vyvolalo sieťovú magnetizáciu. Tento stav trval niekoľko milisekúnd, čo je výrazné predĺženie v porovnaní s predchádzajúcimi experimentmi. Táto metóda by mohla otvoriť nové spôsoby špecifickej kontroly magnetických vlastností.

Technologické výzvy a perspektívy

Ústredným konceptom v tomto výskume je interakcia medzi spinmi a fonónmi, ktoré fungujú ako „lepidlo“ a prenášajú príkazy do magnetizácie. Počas takéhoto procesu sa modulujú atómové vzdialenosti, čo vedie k zmene magnetických vlastností. Scinexx zdôrazňuje, že tento výskum sa stále považuje za základný výskum, pretože výzvou je vyvinúť spoľahlivé metódy na prepínanie medzi rôznymi magnetickými stavmi.

Tieto nové technológie tiež vyžadujú kompaktnejšie zdroje pre krátke terahertzové impulzy a výkonné senzory na analýzu. Zistenia vedcov by mohli z dlhodobého hľadiska spôsobiť revolúciu v spôsobe ukladania a spracovania údajov tým, že umožnia nielen čítať, ale aj zapisovať magneticky uložené údaje pomocou terahertzového žiarenia.