Що, якби для запису даних на магнітну пам’ять більше не було потрібне зовнішнє магнітне поле? Вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго знайшли спосіб керувати магнітним станом матеріалу за допомогою спеціально сформованого лазерного променя — і це може відкрити шлях до компактнішої та швидшої пам’яті.
Сучасні накопичувачі зберігають інформацію у вигляді крихітних магнітних областей, які відповідають нулям і одиницям. Щоб змінити їхній стан, зазвичай використовують магнітне поле. Дослідники вважають, що оптичне перемикання потенційно може бути понад у 1000 разів швидшим. Висновки опубліковані в Nature Communications.
Але раніше технологія мала серйозне обмеження: оптичне перемикання погано працювало у товстих магнітних структурах.
Лазер навчився працювати з дев’ятьма шарами
Команда змінила форму та розмір ультрашвидкого лазерного променя й змогла перемикати магнітний стан структури з дев’яти чергованих шарів платини та кобальту.
Раніше експерименти показували, що після трьох шарів ефект практично зникав. Крім того, для перемикання була потрібна певна поляризація світла.
Новий підхід дозволив обійти обидва обмеження. Вчені фактично не стали створювати новий матеріал, а змінили сам промінь світла, змусивши його інакше взаємодіяти з магнітною структурою.
Пам’ять перемикається не одним імпульсом
Процес відбувається поступово. Перші лазерні імпульси нагрівають крихітну ділянку й змінюють її магнітний стан. Наступні імпульси розширюють цю область, доки вона не стає стабільною.
При цьому розмір променя має принципове значення: що менша зона впливу, то щільніше потенційно можна розміщувати інформацію. Дослідники вже працюють над оптичними структурами, які можуть стискати промінь до кількох сотень нанометрів.
До комп’ютерів технології ще далеко
Попри перспективність, це поки що лабораторна розробка. Спеціалізований ультрашвидкий лазер, використаний в експериментах, наразі складно інтегрувати безпосередньо в комп’ютерні чипи.
Вчені тепер шукають способи зробити систему компактнішою або знайти матеріали, які дозволять отримати аналогічний ефект за допомогою лазерів, придатніших для інтеграції з електронікою.
Якщо це вдасться, майбутнє магнітної пам’яті можуть змінити не нові матеріали, а новий спосіб керування світлом.