الحياة الحديثة تدور حول البيانات، مما يعني أننا بحاجة إلى طرق جديدة وسريعة وفعالة من حيث الطاقة لقراءة البيانات وكتابتها على أجهزة التخزين.
وقد حظيت الطرق البصرية التي تستخدم نبضات الليزر بدلا من المغناطيس لكتابة البيانات باهتمام كبير في العقد الماضي، مع
تطوير التبديل البصري بالكامل (AOS) للمواد المغناطيسية. على الرغم من سرعة وكفاءة الطاقة ، إلا أن AOS لديها مشاكل في الدقة.
اخترع باحثون في جامعة ايندهوفن للتكنولوجيا في هولندا طريقة جديدة لكتابة البيانات بدقة في كوبالت
طبقة غادولينيوم (Co/Gd) مع نبضات الليزر، باستخدام مادة مغناطيسية حديدية كمرجع.
الاتصالات
المواد المغناطيسية الموجودة في الأقراص الصلبة والأجهزة الأخرى تخزن البيانات في شكل بتات الكمبيوتر. تقليديًا يتم قراءة البيانات وكتابتها على الأقراص الصلبة
من خلال تحريك مغناطيس صغير عبر المادة. ومع ذلك مع زيادة الطلب على إنتاج البيانات والاستهلاك والوصول، والتخزين،
هناك طلب كبير على أساليب أسرع وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة للوصول إلى البيانات وتخزينها وتسجيلها.
التبديل البصري بالكامل (AOS) للمواد المغناطيسية هو نهج واعد من حيث السرعة وكفاءة الطاقة.
نبضات ليزر فمتو ثانية لتغيير اتجاه الدوران المغناطيسي على نطاق بيكو ثانية. يمكن استخدام آليتين لكتابة البيانات:
التبديل النبض والنبض الواحد. في التبديل متعدد النبض، الاتجاه النهائي للدوران هو الحتمي، مما يعني أنه يمكن تحديده في
ومع ذلك ، فإن هذه الآلية تتطلب عادةً أشعة ليزر متعددة ، مما يقلل من سرعة وكفاءة الضوء
الكتابة.
من ناحية أخرى، كتابة نبض واحد أسرع بكثير، ولكن الدراسات على نبض واحد التبديل البصري أظهرت أن نبض واحد
هو عملية انزلاق. وهذا يعني أن تغيير حالة قطعة مغناطيسية معينة، والمعرفة المسبقة للقطعة مطلوبة. بعبارة أخرى،
يجب قراءة حالة البيت قبل أن يتم كتابتها، مما يقدم مرحلة قراءة لعملية الكتابة، مما يحد من السرعة.
نهج أفضل هو طريقة التبديل البصري المحدد النبض الواحد ، حيث يعتمد الاتجاه النهائي للبيت فقط على
الآن، الباحثين في مجموعة الهيكل النانوي في قسم الفيزياء التطبيقية في إيندهوفن
طورت جامعة التكنولوجيا طريقة جديدة لتحقيق كتابة النبض الواحد الحتمية في مواد التخزين المغناطيسية
عملية الكتابة أكثر دقة.
في تجاربهم، صمم الباحثون في TU Eindhoven نظام كتابة يتكون من ثلاث طبقات: طبقة مرجعية مغناطيسية
مصنوع من الكوبالت والنيكل، والذي يساعد أو يمنع التبديل في الطبقة الحرة؛ مساحة أو طبقة فجوة من النحاس الموصل؛ و
طبقة خالية من Co/Gd قابلة للتبديل بصريًا. سمك الطبقة المركبة أقل من 15 نانومتر.
بمجرد تحفيزها بواسطة ليزر فمتو ثانية، فإن الطبقة المرجعية تنزع المغناطيسية في أقل من 1 بيكو ثانية.
المرتبطة بالدورانات في الطبقة المرجعية ثم يتم تحويلها إلى تيار دوران يحمله الإلكترونات.
محاذاة مع اتجاهات الدوران في الطبقة المرجعية.
يتحرك تيار الدوران هذا من الطبقة المرجعية عبر المسافة النحاسية (انظر الأسهم البيضاء في الشكل) إلى الطبقة الحرة، حيث يمكن أن
يساعد أو يمنع تغيير الدوران في الطبقة الحرة. هذا يعتمد على اتجاهات الدوران النسبية للطبقات المرجعية والحرة.
يؤدي تغيير طاقة الليزر إلى حالتين. أولاً ، فوق عتبة ، يتم تحديد اتجاه الدوران النهائي في الطبقة الحرة بالكامل بواسطة
ويتم ملاحظة التبديل فوق عتبة أعلى. وقد أظهر الباحثون أن هذين الآليتين يمكن
تستخدم معًا لكتابة حالة دوران الطبقة الحرة بدقة دون الحاجة إلى النظر في حالتها الأولية أثناء عملية الكتابة.
هذا الاكتشاف يوفر تقدما هاما في توسيع أجهزة تخزين البيانات في المستقبل.