Фізики з MIT відкрили новий магнітний стан в антиферомагнітному матеріалі за допомогою терагерцового світла, відкриваючи шлях до революційних технологій пам’яті, стійких до магнітних перешкод. Тонке налаштування вібрацій світла на атомному рівні дозволило створити магнітний стан, який зберігається навіть після припинення впливу, що відкриває перспективи для надійного зберігання даних і ефективної обробки інформації.
Використання терагерцового світла для магнітного контролю
У дослідженні, опублікованому в Nature, вчені використали терагерцовий лазер — світло, яке осцилює більше трильйона разів на секунду, — для впливу на атоми в антиферомагнітному матеріалі. Налаштувавши осциляції лазера на природні вібрації атомів матеріалу, вони змогли змінити вирівнювання спінів атомів, створивши новий магнітний стан. Цей прорив пропонує новий спосіб контролю та перемикання антиферомагнітних матеріалів, що може відігравати ключову роль у вдосконаленні технологій обробки інформації та пам’яті.
Потенціал для технологій пам’яті
Якщо мікросхеми пам’яті будуть створені з антиферомагнітного матеріалу, дані можна буде “записувати” в мікроскопічні області матеріалу, названі доменами. Конфігурація спінів, наприклад, “вгору-вниз”, може представляти біт “0”, а “вниз-вгору” — біт “1”. Дані на таких чіпах будуть стійкими до зовнішніх магнітних впливів. Однак одним із викликів є те, як ефективно керувати антиферомагнетиками для надійного перемикання між магнітними станами. Команда MIT показала, що за допомогою терагерцового світла це можливо.
Нові техніки в дослідженні квантових матеріалів
Група Нуха Гедіка в MIT використовує світло для маніпуляцій з квантовими матеріалами. У своєму дослідженні вони працювали з матеріалом FePS3, який переходить в антиферомагнітну фазу при критичній температурі близько 118 Кельвінів (-247 градусів за Фаренгейтом). Дослідники припустили, що можна контролювати магнітний стан матеріалу, впливаючи на його атомні вібрації за допомогою терагерцового джерела.
Практичне застосування та перспективи
Результати дослідження показують, що за допомогою терагерцового імпульсу команда успішно змінила магнітний стан матеріалу. Цей стан зберігався протягом кількох мілісекунд навіть після припинення дії лазера, що дає змогу досліджувати нові властивості матеріалу. Це відкриття може стати основою для створення нових поколінь мікросхем пам’яті, які будуть енергоефективними, компактними та надійними.