A Helmholtz Center elmélyítette az optikailag vezérelhető adathordozók megértését; Okos
2017. augusztus 28., 13:36 | Hagen Lang
A berlini Helmholtz Anyag- és Energiaközpont (HZB) kutatói először elemezték a mágneses anyag tulajdonságainak lézerfénnyel történő kapcsolását hőhatásokon keresztül, és elmélyítették az optikailag vezérelhető mágneses adattároló eszközök megértését.
A "Scientific Reports" folyóiratban most megjelent mű ígéretes, évek óta kutatott lézerfénnyel írt adattárolókkal foglalkozik. Eddig azonban még mindig számos megválaszolatlan kérdés merült fel az optikailag vezérelhető mágneses memóriák alapvető mechanizmusaival és pontos működésével kapcsolatban ”- mondja dr. Florian Kronast, a berlini Helmholtz Center (HZB) zöld spintronikai anyagokkal foglalkozó osztályának helyettes vezetője.
A kutatók a mindössze 3 mikrométer átmérőjű infravörös lézer fénysugarát a TbFe ötvözet nanométeres vékony mágneses rétegére irányították, amely fémekből terbiumot és vasat tartalmaz. "Ez jóval kevesebb, mint a korábbi kísérleteknél szokásos" - mondja Ashima Arora, a HZB tudósa, a tanulmány első szerzője. Ez pedig lehetővé tette a kutatók számára, hogy eddig egyedülálló részletességet érjenek el. Az ötvözet mágneses doménjeinek képalkotása, amelyet a csapat a BESSY II szinkrotron sugárforrás röntgenfényének felhasználásával készített, 30 nanométer nagyságú finomságokat tárt fel.
A lézer eléri a terbiumból és vasból készült TbFe ötvözetet
A keskeny lézerfolt körül gyűrű alakú terület képződik, amely két mágnesesen különböző régiót választ el egymástól. A gyűrű belsejében a korábban meglévő mágnesezési mintázatot a hevítés teljesen kitörli. A kinti zónában azonban eredeti formájában marad. A közöttük lévő keskeny gyűrűben hőmérséklet-eloszlás található, amely lehetővé teszi a mágnesezettség megváltoztatását a tartomány éleinek mozgatásával. "Ez az egyetlen hely, ahol a mágneses tulajdonságok váltása történik, más szóval, egy memóriában, az adatok tárolódnak" - magyarázza Arora.
"Ezek az új eredmények segítenek a lehető legjobb tulajdonságokkal rendelkező optikailag vezérelt mágneses tárolóeszközök kifejlesztésében" - mondja Florian Kronast. Egy másik hatás, amelyet a HZB kutatói először és meglepő módon figyeltek meg, hozzájárul az ehhez fontos fizikai folyamatok jobb megértéséhez: a mágnesezések kapcsolásának módja érzékenyen függ a lézerfénnyel besugárzott anyagréteg vastagságától. Akkor változik, ha a rétegvastagság 10 és 20 nanométer között van.
"Ez egyértelműen jelzi, hogy két különböző mechanizmus játszik szerepet és versenyez egymással" - magyarázza Kronast. Csapatával két összetett fizikai hatást gyanítanak erre. Ennek megerősítéséhez azonban további kísérleti és elméleti vizsgálatok szükségesek.