Spinstream omogoča hitrejše shranjevanje podatkov

Nova tehnologija za tisočkrat pospeši magnetno shranjevanje

Ultra kratek laserski impulz preklopi magnetni bit - zahvaljujoč vrtilnemu toku je to hitreje kot na običajni način. © TU Eindhoven
prebral

Turbo za shranjevanje podatkov: Nizozemski raziskovalci so razvili tehnologijo, ki bi lahko znatno pospešila shranjevanje podatkov na magnetnih nosilcih podatkov. To omogočajo ultra kratki laserski impulzi, ki v materialu sprožijo tako imenovane spin tokove. Ti preklopijo magnetno polarnost za tisočkrat hitreje kot običajni magnetni spomini, kot poročajo raziskovalci v reviji Nature Communications.

Večina trdih diskov shranjuje digitalne podatke v obliki drobnih magnetnih območij. Smer zadevnega polja pomeni 0 ali 1. Zapisovalna glava spremeni to magnetizacijo in tako lahko shrani nove podatke. Kako hitro se lahko to preklapljanje - in s tem shranjevanje novih podatkov - zgodi, je med drugim odvisno tudi od jakosti magnetnega polja.

Hitrost pisanja v steklenice

"Število bitov na tako trdih diskih se v zadnjih letih nenehno povečuje, hitrost zapisovanja pa je komaj večja, " pojasnjuje Sjors Schellekens z tehnološke univerze Eindhoven. "Zato je nujno potrebna nova tehnologija za shranjevanje podatkov." Skupaj s kolegi je Schellekens iskal na področju atomskih lastnosti, natančneje pri vrtenju elektronov v magnetnih materialih.

Spin je najverjetneje opisan kot nekakšen spin elektrona, fizikalna lastnost, ki ima določeno smer, podobno polarnosti magneta. Pri normalnem električnem toku se vreteni tekočih elektronov med seboj odpovejo: ena polovica je navzgor, druga polarizirana navzdol.

Načelo: laserski impulz sprosti elektrone iz zgornje plasti, ta vrtilni tok spremeni magnetizacijo spodnje plasti. © TU Eindhoven

Laserski impulz omogoča pretakanje vrtilnih tokov

S fizično manipulacijo, na primer z laserskimi impulzi, pa se lahko ustvarijo tokovi, v katerih vrtijo elektroni pretežno v eni smeri. Toda ti vrtilni tokovi imajo učinek podoben magnetu, imenovan vrtilni moment vrtenja. Zagotavlja, da lahko tak vrtilni tok elektronov vpliva na vrtljaje in s tem tudi na magnetizacijo feromagnetnih materialov. zaslon

Prav tu se začne eksperiment Schellekenna in njegovih sodelavcev. Za izhodišče so uporabili tanek film dveh magnetnih plasti, ločenih z nevtralno plastjo. Vrh tega tankega filma je bil zdaj bombardiran z ultra kratkim laserskim impulzom. Vsak posamezen impulz je v tem času trajal le femtosekunde, rdeča luč naredi le polovico nihanja.

Preklop na 100 femtosekund

Kot rezultat tega bombardiranja se elektroni sprostijo iz zgornje plasti tankega filma in istočasno usmerjajo svoje vrte v eno smer. Ta vrtilni tok zdaj teče v spodnjo plast in vpliva na spin in magnetizacijo te plasti s pomočjo vrtilnega momenta prenosa.

Posebnost pri tem: material s tem vrtilnim tokom zelo hitro spreminja magnetizacijo. "Preklapljanje poteka v območju 100 femtosekund, kar je tisočkrat hitreje kot karkoli mogoče z današnjo tehnologijo, " pravi Schellekens. Toda ta tehnologija lahko odpre možnost dramatičnega pospeševanja shranjevanja podatkov na magnetnih trdih diskih. (Nature Communications, 2014; doi: 10.1038 / ncomms5333)

(Tehniška univerza v Eindhovenu, 11.07.2014 - NPO)