|
Магнитные материалы в настоящее время используются для хранения почти всей цифровой информации. Тем не менее, обработка и хранения информации и сейчас составляет значительную часть мирового потребления энергии, продолжающееся повышение энергоэффективности потребует новых технологий и материалов.
Перспективным является развитие оптически-термоиндуцированного магнитного переключения (TIMS), которое использует сверхбыстрые лазерные импульсы для изменения магнитного состояния материала, что эквивалентно записи одного бита данных. Во всех оптических коммутациях нет необходимости использовать магнитные поля для записи данных и поэтому может быть осуществлено значительное снижение потребляемой мощности. Кроме того, хранение лазерной энергии на записанный бит намного меньше.
До сих пор только редкоземельные сплавы переходных металлов называемые ферримагнетиками обладали полностью оптической коммутацией. Тем не менее, эти материалы являются трудно производить на наноуровне, необходимой для технологических устройств и дорого из-за их использования редкоземельных металлов, таких как гадолиния (Gd) и тербия (Tb).
Теперь новое исследование, во главе с Департаментом Йорка физики и с участием ученых из Центра Гельмгольца в Берлине (Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB)), Германии и университета Неймегена, Нидерланды предлагает новую возможность для оптической коммутации.
Исследование, опубликованное в Applied Physics Letters, демонстрирует использование синтетического ферримагнетика - сэндвич из двух ферромагнитных материалов и немагнитной прослойки. Инженеры разделили слой связи между двумя ферромагнетиками, так что они присоединяются друг напротив друга. При воздействии сверхбыстрого лазерного импульса эта структура спонтанно переходит в магнитное состояния, позволяющее записать один бит данных.
Автор исследования доктор Ричард Эванс, кафедра физики, сказал: "Энергоэффективность является одним из самых важных целей для технологических устройств из-за их широкого использования с растущего населения планеты и, как следствие спроса на энергию.
"Синтетический структура ферримагнетиком преодолевает внутренние проблемы редкоземельными сплавов переходных металлов и прокладывает путь для нового класса магнитных материалов и устройств с улучшенными характеристиками и энергетической эффективности. Полученные результаты являются важным шагом на пути к реализации устройства на основе термонаведенные переключение, как это показывает, что нанометровые структуры могут быть использованы ".
| 