Schema del setup sperimentale per PEEM, il portacampione integrato nell'ottica laser e il campione. Attestazione:HZB
Questo è un indizio importante per la nostra comprensione teorica dei supporti di memorizzazione dei dati magnetici controllati otticamente. I risultati sono pubblicati il 25 agosto sulla rivista Rapporti scientifici .
Le esigenze dei supporti di memorizzazione digitali sono in continuo aumento. Quantità di dati in rapida crescita e nuove applicazioni tecnologiche richiedono una memoria in grado di memorizzare grandi quantità di informazioni in pochissimo spazio e consentono di utilizzare queste informazioni in modo affidabile con velocità di accesso elevate.
I dispositivi di memorizzazione dei dati magnetici riscrivibili che utilizzano la luce laser sembrano avere prospettive particolarmente buone. I ricercatori stanno lavorando su questa nuova tecnologia da diversi anni. "Però, ci sono ancora questioni irrisolte sui meccanismi fondamentali e sul modo esatto in cui operano i dispositivi di memorizzazione magnetici a controllo ottico", dice il dottor Florian Kronast, assistente capo del dipartimento Materials for Green Spintronics presso l'Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB).
Un team di ricerca guidato da lui è ora riuscito a fare un passo importante verso una migliore comprensione di questa tecnologia di archiviazione molto promettente. Gli scienziati sono stati in grado di stabilire empiricamente per la prima volta che il riscaldamento del materiale di stoccaggio da parte dell'energia della luce laser svolge un ruolo strumentale quando si alternano gli allineamenti di magnetizzazione e che il cambiamento nel materiale avviene solo in determinate condizioni.
Treni di impulsi laser sopra la soglia alle eliche opposte che mostrano AO-HDS e schema che mostra il profilo laser e AO-HDS. Attestazione:HZB
Effettuare misurazioni precise in piccoli punti laser
Gli scienziati dell'HZB, insieme a quelli della Freie Universität Berlin e dell'Universität Regensburg, hanno studiato i processi microscopici ad altissima risoluzione irradiando un sottile strato di materiale magnetico utilizzando luce laser polarizzata circolarmente. Per fare questo, hanno diretto la luce di un laser a infrarossi su uno strato di lega di nanometri di spessore costituito dai metalli terbio e ferro (TbFe). La particolarità della configurazione sperimentale era che il punto di luce laser a fuoco stretto aveva un diametro di soli tre micron. "Questo è molto meno del solito negli esperimenti precedenti", dice lo scienziato HZB Ashima Arora, primo autore dello studio. E ha fornito ai ricercatori una risoluzione dei dettagli insuperabile per lo studio dei fenomeni. Le immagini dei domini magnetici nella lega che il team ha creato con l'aiuto dei raggi X della sorgente di radiazione di sincrotrone BESSY II hanno rivelato caratteristiche fini che a loro volta erano di soli 30 nanometri.
La cosa cruciale avviene nell'anello di confine
I risultati delle misurazioni dimostrano che una regione a forma di anello si forma attorno al minuscolo punto laser e separa i due domini magneticamente contrastanti l'uno dall'altro. Il modello di magnetizzazione esistente all'interno dell'anello viene completamente cancellato dall'energia termica della luce laser. Fuori dal ring, però, rimane nel suo stato originale. All'interno della zona di confine stessa, si verifica una distribuzione della temperatura che facilita un cambiamento nella magnetizzazione spostando i confini del dominio. "È solo lì che può procedere l'alternanza delle proprietà magnetiche, consentire a un dispositivo di memorizzare dati riscrivibili", spiega Arora.
Sorprendente influenza dello spessore dello strato
"Queste nuove intuizioni aiuteranno nello sviluppo di dispositivi di memorizzazione magnetici controllati otticamente con le migliori proprietà possibili, " secondo Kronast. Un ulteriore effetto contribuisce a comprendere meglio i processi fisici che sono importanti in questo fenomeno, che i ricercatori di HZB hanno inaspettatamente osservato per la prima volta. Il modo in cui avviene l'attivazione delle magnetizzazioni è fortemente dipendente dallo spessore dello strato del materiale irradiato dal laser. Cambia in un intervallo di 10-20 nanometri di spessore.
"Questa è una chiara indicazione che sono coinvolti due meccanismi contrastanti e competono tra loro", Kronast spiega. Lui e la sua squadra sospettano due complessi effetti fisici per questo. Per confermare i loro sospetti, anche se, sono necessari ulteriori studi empirici e teorici.
