I ricercatori hanno dimostrato, per la prima volta, la registrazione termomagnetica indotta dalla luce in un film sottile magnetico su guide d'onda di silicio. La nuova tecnica di scrittura è pronta per consentire memorie magneto-ottiche ad alte prestazioni in miniatura che non richiedono ottiche ingombranti o rotazione meccanica.

I dispositivi di memorizzazione magneto-ottici combinano tecniche di registrazione magnetica e ottica per memorizzare le informazioni. Sebbene diverse aziende un tempo producessero unità disco magneto-ottiche riscrivibili, oggigiorno queste unità vengono utilizzate raramente.

"Nonostante i loro vantaggi significativi, le unità magneto-ottiche sono state sostituite da unità flash o supporti di archiviazione ottici più economici come i DVD", ha affermato il leader del team di ricerca Toshiya Murai del Tokyo Institute of Technology in Giappone. "Poiché il nostro nuovo metodo di registrazione può essere implementato utilizzando la fotonica del silicio, potrebbe consentire dispositivi magneto-ottici economici che memorizzano grandi quantità di informazioni su un piccolo chip."

I ricercatori descrivono i loro nuovi dispositivi di memoria magneto-topica e la tecnica di scrittura basata sulla luce nella rivista dell'Optica Publishing Group Optics Express . I dispositivi non sono volatili, il che significa che i dati vengono salvati anche quando non viene fornita alimentazione al dispositivo e possono resistere a molti cicli di scrittura e riscrittura.

Le memorie magneto-ottiche su chip potrebbero consentire alternative completamente ottiche ai router di pacchetti elettronici utilizzati nelle odierne infrastrutture di telecomunicazioni. "Ciò eliminerebbe l'energia e le spese necessarie per le conversioni ottico-elettriche-ottiche e consentirebbe una comunicazione flessibile per ogni pacchetto di dati", ha affermato Murai. "Le memorie magneto-ottiche potrebbero anche offrire una memorizzazione a livello di bit per i computer ottici, che utilizzano la luce per elaborare, archiviare e trasferire i dati."

Controllare il magnetismo con la luce

I dispositivi di memoria magneto-ottica utilizzano il calore per smagnetizzare un piccolo punto su una pellicola magnetica al di sopra di una temperatura critica nota come punto di Curie. Un campo magnetico applicato localmente determina quindi la direzione in cui il punto viene magnetizzato quando si raffredda. L'esecuzione di questo tipo di registrazione termomagnetica in un circuito integrato fotonico richiede il controllo dello stato magnetico di una pellicola magnetica all'interno di una guida d'onda utilizzando la luce che si propaga nella guida d'onda.

Nel nuovo lavoro, i ricercatori hanno sviluppato un modo per utilizzare la propagazione della luce nella guida d'onda per invertire la direzione della magnetizzazione riscaldando la pellicola di registrazione magnetica vicino alla temperatura di Curie. Il loro approccio consente di allineare facilmente la magnetizzazione del materiale lungo la direzione del campo magnetico esterno applicato.

Per dimostrare la nuova tecnica, i ricercatori hanno fabbricato una guida d'onda in silicio che conteneva un magnete a film sottile. Utilizzando uno speciale microscopio magneto-ottico ad effetto Kerr (MOKE), sono stati in grado di misurare le proprietà magnetiche della pellicola per diverse potenze ottiche. Ciò ha permesso loro di dimostrare sperimentalmente che la forza coercitiva del magnete sulla guida d'onda di silicio dipende dal calore indotto dalla luce guidata nella guida d'onda.

"Quando la luce è stata lanciata nella guida d'onda, abbiamo osservato che la direzione della magnetizzazione si sarebbe capovolta sotto un campo magnetico di polarizzazione adeguato", ha affermato Murai. "Così, abbiamo dimostrato la registrazione termomagnetica indotta dalla luce integrata su una piattaforma fotonica di silicio."

Successivamente, i ricercatori vorrebbero sviluppare sistemi di registrazione magneto-ottica a stato solido in grado non solo di scrivere, ma anche leggere, informazioni su una piattaforma fotonica di silicio utilizzando il nuovo metodo. Ciò richiederà la riduzione del consumo energetico della registrazione termomagnetica indotta dalla luce, che potrebbe essere eseguita utilizzando un supporto di registrazione magnetico con un volume più piccolo combinato con un impulso luminoso più breve. + Esplora ulteriormente

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