Con una scoperta sorprendente, un team internazionale di scienziati della Radboud University, La Svizzera e il Giappone dimostrano la fattibilità della commutazione della magnetizzazione selettiva all'interno di una microstruttura utilizzando la luce laser. Le loro scoperte aprono opportunità per supporti di memorizzazione di informazioni ad altissima densità.

La richiesta della velocità e della densità sempre crescenti dell'archiviazione delle informazioni ha innescato un'intensa ricerca di modi per controllare lo stato magnetico di minuscoli magneti, come utilizzato anche nei dischi rigidi del computer. Con l'obiettivo di migliorare la velocità di registrazione magnetica e la risoluzione spaziale, i ricercatori hanno provato a cambiare la magnetizzazione nelle microstrutture utilizzando un impulso laser a femtosecondi, un milionesimo di miliardesimo di secondo. Ciò ha portato a una scoperta inaspettata...

'Batman' mostra la strada

Quando la dimensione della microstruttura magnetica era ancora piuttosto grande, dell'ordine di cinque millesimi di millimetro, la luce laser non ha commutato la struttura in modo omogeneo ma ha formato un modello simile a un "batman" (vedi Figura 1). Questo modello mostrava caratteristiche che erano più piccole della lunghezza d'onda della luce, mostrando che l'interazione luce-materia dipende fortemente dall'interferenza dell'incidente e dalle onde luminose riflesse. Così, il modello di commutazione può essere controllato dal design della struttura. Utilizzando metodi computazionali, gli autori hanno confermato questa ipotesi e hanno rivelato la fattibilità della commutazione magnetica su nanoscala anche per un impulso laser non focalizzato.

Nuove opportunità di archiviazione dei dati

Controllo del modello di commutazione, che in questo caso particolare aveva una forma ironica da 'batman', apre nuove opportunità per l'archiviazione di dati ad altissima densità, ad esempio registrando più bit di informazione in un'unica struttura magnetica.

Il prof. Theo Rasing della Radboud University afferma:"Da quando il nostro gruppo a Nijmegen ha scoperto che gli impulsi laser a femtosecondi sono in grado di invertire la magnetizzazione, abbiamo iniziato a lavorare su come ridurre al minimo le dimensioni del dominio commutato. In linea di principio puoi seguire due approcci:rimpicciolire le strutture o focalizzare la luce su un punto più piccolo. Strutturando i materiali abbiamo scoperto infatti che è possibile ottenere commutazioni sub-lunghezza d'onda anche su strutture molto più grandi. Controllando l'impulso laser, questo può essere fatto in modo controllato. La capacità di rilevare i cambiamenti magnetici con una risoluzione inferiore a 100 nm è stata cruciale per l'intero progetto. Le nostre collaborazioni attraverso le reti UE con i principali sincrotroni in Europa hanno quindi svolto un ruolo decisivo per il successo di questo progetto.'