Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего научились управлять магнитными состояниями материала, меняя форму и фокусировку лазерного луча. Подход может стать основой более быстрой и плотной записи данных. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
В магнитных накопителях информация хранится в виде небольших областей с разным направлением намагниченности. Эти состояния соответствуют цифровым нулям и единицам. Обычно для их переключения используют внешнее магнитное поле, однако исследователи ищут способы выполнять ту же операцию световыми импульсами.
Авторы работали с многослойными структурами из платины и кобальта. Вместо изменения состава материала они сосредоточились на свойствах света: распределении поляризации в луче и его фокусировке. Это позволило управлять локальным нагревом и воздействием излучения на намагниченность.
Команда показала, что специально сформированный луч способен запускать разные режимы переключения. В одном случае развитие магнитной области зависит от направления вращения поляризации света, а в другом смена намагниченности происходит без такой зависимости. Внешнее магнитное поле для этого не требовалось.
В опытах последовательность сверхкоротких импульсов создавала небольшой участок с противоположной намагниченностью и постепенно расширяла его. Ученым также удалось добиться переключения в более толстой структуре, чем допускали прежние эксперименты такого типа. Это важно для разработки материалов, способных надежно удерживать записанную информацию.
По оценке исследователей, оптическое переключение потенциально может работать более чем в тысячу раз быстрее подходов, основанных на внешнем магнитном поле. Однако это оценка возможностей технологии: готовый накопитель с таким ускорением команда не создала.
До практического применения остаются инженерные задачи. Использованный сверхбыстрый лазер пока трудно встроить в компьютерный чип. Авторы планируют уменьшать область воздействия до нескольких сотен нанометров и искать сочетания материалов и источников света, более подходящие для компактной электроники.
Ранее физики нашли у света неожиданное свойство.