زندگی مدرن در اطراف داده ها می چرخد، به این معنی که ما به روش های جدید، سریع و صرفه جویی در مصرف انرژی برای خواندن و نوشتن داده ها در دستگاه های ذخیره سازی نیاز داریم.
روش های نوری که از پالس های لیزری به جای آهنربا برای نوشتن داده ها استفاده می کنند در دهه گذشته توجه زیادی را به خود جلب کرده اند، با
توسعه سوئیچینگ تمام نوری (AOS) از مواد مغناطیسی. اگر چه سریع و انرژی کارآمد، AOS با دقت مشکلات دارد.
محققان دانشگاه تکنولوژی ایندهوون در هلند روش جدیدی را برای نوشتن دقیق داده ها در یک کوبالت اختراع کرده اند
لایه گادولینیوم (Co/Gd) با پالس های لیزر، با استفاده از یک ماده آهن مغناطیسی به عنوان مرجع.
ارتباطات
مواد مغناطیسی در هارد دیسک ها و سایر دستگاه ها داده ها را به شکل بیت های رایانه ذخیره می کنند. به طور سنتی داده ها به هارد دیسک ها خوانده و نوشته می شوند
اما با افزایش تقاضا برای تولید، مصرف، دسترسی و ذخیره سازی اطلاعات،
تقاضای قابل توجهی برای روش های سریعتر و انرژی کارآمد برای دسترسی، ذخیره و ثبت داده ها وجود دارد.
سوئیچینگ تمام نوری (AOS) از مواد مغناطیسی یک رویکرد امیدوار کننده از نظر سرعت و بهره وری انرژی است.
پالس های لیزری فمتوساند برای تغییر جهت چرخش مغناطیسی در مقیاس پیکوساند. دو مکانیسم می تواند برای نوشتن داده ها استفاده شود:
در سوئیچینگ چند پالس، جهت نهایی چرخش تعیین کننده است، به این معنی که می تواند در
با این حال، این مکانیزم معمولاً نیاز به لیزرهای متعدد دارد که سرعت و کارایی نور را کاهش می دهد.
نوشتن.
از سوی دیگر، نوشتن تک پالس بسیار سریعتر است، اما مطالعات مربوط به سوئیچینگ تمام نوری تک پالس نشان داده است که سوئیچینگ تک پالس
این به این معنی است که برای تغییر وضعیت یک بیت مغناطیسی خاص، دانش قبلی از بیت مورد نیاز است. به عبارت دیگر،
حالت بیت باید قبل از اینکه بتواند بر روی آن نوشته شود، خوانده شود، که مرحله خواندن را به فرآیند نوشتن معرفی می کند، بنابراین سرعت را محدود می کند.
یک رویکرد بهتر، روش قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات قطعات
در حال حاضر، محققان در گروه ساختاری نانو در گروه فیزیک کاربردی در Eindhoven
دانشگاه فناوری روش جدیدی را برای دستیابی به نوشتن تک پالس تعیین کننده در مواد ذخیره سازی مغناطیسی توسعه داده اند،
روش نوشتن دقیق تر.
در آزمایشات خود، محققان TU Eindhoven یک سیستم نوشتن متشکل از سه لایه را طراحی کردند: یک لایه مرجع فیرو مغناطیسی
ساخته شده از کوبالت و نیکل، که به تغییر چرخش در لایه آزاد کمک می کند یا از آن جلوگیری می کند؛ یک فاصله دهنده یا لایه گپ از مس رسانا (Cu) و
لایه آزاد Co/Gd که می تواند به صورت نوری تغییر کند. ضخامت لایه کامپوزیت کمتر از 15 نانومتر است.
هنگامی که توسط یک لیزر فمتوسانید تحریک می شود، لایه مرجع در کمتر از یک پیکوسانید از آهن مغناطیسی می شود.
که با اسپین در لایه مرجع مرتبط است سپس به یک جریان اسپین توسط الکترونها منتقل می شود.
با جهت چرخش در لایه مرجع هماهنگ است.
این جریان چرخش سپس از لایه مرجع از طریق فاصله مس حرکت می کند (پایه های سفید را در شکل ببینید) به لایه آزاد، جایی که می تواند
کمک یا جلوگیری از تغییر چرخش در لایه آزاد. این بستگی به جهت گیری چرخش نسبی لایه های مرجع و آزاد دارد.
تغییر انرژی لیزر منجر به دو حالت می شود. اول، بالاتر از یک آستانه، جهت گیری چرخش نهایی در لایه آزاد به طور کامل توسط
در درجه دوم، بالاتر از یک آستانه بالاتر، سوئیچینگ مشاهده می شود. محققان نشان داده اند که این دو مکانیسم می توانند
استفاده می شود تا به طور دقیق وضعیت چرخش لایه آزاد را بدون نیاز به در نظر گرفتن حالت اولیه آن در طول فرآیند نوشتن بنویسند. این
این کشف پیشرفت مهمی در گسترش دستگاه های ذخیره سازی داده های آینده ما فراهم می کند.