Cuộc sống hiện đại xoay quanh dữ liệu, có nghĩa là chúng ta cần những cách mới, nhanh chóng và tiết kiệm năng lượng để đọc và ghi dữ liệu trên các thiết bị lưu trữ.
Các phương pháp quang học sử dụng xung laser thay vì nam châm để ghi dữ liệu đã nhận được sự chú ý đáng kể trong thập kỷ qua, với
phát triển chuyển đổi quang học hoàn toàn (AOS) của vật liệu từ tính Mặc dù nhanh chóng và tiết kiệm năng lượng, AOS có vấn đề về độ chính xác.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Eindhoven ở Hà Lan đã phát minh ra một phương pháp mới để viết chính xác dữ liệu vào một coban
Lớp gadolinium (Co/Gd) với xung laser, sử dụng một vật liệu sắt từ tính như một tài liệu tham chiếu.
Truyền thông.
Các vật liệu từ tính trong ổ cứng và các thiết bị khác lưu trữ dữ liệu dưới dạng các bit máy tính.
Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng tăng về sản xuất dữ liệu, tiêu thụ, truy cập và lưu trữ,
có nhu cầu đáng kể về các phương pháp truy cập, lưu trữ và ghi lại dữ liệu nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Chuyển đổi quang học hoàn toàn (AOS) của vật liệu từ tính là một cách tiếp cận hứa hẹn về tốc độ và hiệu quả năng lượng.
hai cơ chế có thể được sử dụng để ghi dữ liệu: đa-
chuyển mạch xung và chuyển mạch đơn. Trong chuyển mạch nhiều xung, hướng cuối cùng của spin là xác định, có nghĩa là nó có thể được xác định trong
Tuy nhiên, cơ chế này thường đòi hỏi nhiều laser, làm giảm tốc độ và hiệu quả của ánh sáng.
viết.
Mặt khác, viết một xung là nhanh hơn nhiều, nhưng các nghiên cứu về chuyển đổi quang học một xung đã cho thấy rằng chuyển đổi một xung
là một quá trình trượt. Điều này có nghĩa là để thay đổi trạng thái của một bit từ cụ thể, kiến thức trước của bit là cần thiết.
trạng thái của bit phải được đọc trước khi nó có thể được ghi đè, điều này giới thiệu một giai đoạn đọc cho quá trình viết, do đó hạn chế tốc độ.
Một cách tiếp cận tốt hơn là phương pháp chuyển đổi quang học một xung nhất định, trong đó hướng cuối cùng của bit chỉ phụ thuộc vào
Bây giờ, các nhà nghiên cứu trong Nhóm cấu trúc nano tại Khoa vật lý ứng dụng tại Eindhoven
Đại học Công nghệ đã phát triển một phương pháp mới để đạt được viết một xung xác định trong vật liệu lưu trữ từ tính, làm cho
quá trình viết chính xác hơn.
Trong thí nghiệm của họ, các nhà nghiên cứu TU Eindhoven đã thiết kế một hệ thống viết bao gồm ba lớp: một lớp tham chiếu từ sắt
làm từ cobalt và niken, giúp hoặc ngăn chặn chuyển đổi xoay trong lớp tự do; một khoảng cách đồng (Cu) dẫn hoặc lớp khoảng cách; và
Lớp không chứa Co/Gd có thể chuyển đổi bằng quang học.
Một khi được kích thích bởi một tia laser femtosecond, lớp tham chiếu sẽ mất từ tính trong vòng chưa đầy 1 picosecond.
liên quan đến các spin trong lớp tham chiếu sau đó được chuyển đổi thành một dòng spin được vận chuyển bởi các electron.
được sắp xếp theo hướng quay trong lớp tham chiếu.
Dòng spin này sau đó di chuyển từ lớp tham chiếu thông qua khoảng cách đồng (xem mũi tên màu trắng trong hình) đến lớp tự do, nơi nó có thể
Điều này phụ thuộc vào định hướng quay tương đối của các lớp tham chiếu và các lớp tự do.
Thay đổi năng lượng laser dẫn đến hai trạng thái. Đầu tiên, trên một ngưỡng, định hướng quay cuối cùng trong lớp tự do được xác định hoàn toàn bởi
Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng hai cơ chế này có thể được
được sử dụng cùng nhau để viết chính xác trạng thái quay của lớp tự do mà không cần phải xem xét trạng thái ban đầu của nó trong quá trình viết.
khám phá cung cấp một tiến bộ quan trọng trong việc mở rộng các thiết bị lưu trữ dữ liệu trong tương lai của chúng tôi.