Mängden data som genereras dagligen överträffar snabbt lagringsmöjligheterna för dagens hårddiskar. För att hänga med, nästa generation hårddiskar måste använda material med magnetiska egenskaper som lätt kan manipuleras, vilket ger högre densitet och bättre effektivitet.

För att möta detta krav, två EU -forskningsprojekt har utvecklat just ett sådant material. Det nya perovskitmaterialet har en magnetisk ordning som enkelt kan ändras med värme och utan att orsaka störningar i själva materialet.

Ett modifierat material

Många energiforskare ser perovskit solceller som ett billigare alternativ till traditionella kiselbaserade system. Dock, till skillnad från andra former av perovskitmaterial, den modifierade versionen som skapades av TOPOMAT- och PICOPROP-projekten uppvisar unika egenskaper som gör den till det valda materialet för nästa generations hårddiskar.

TOPOMAT -projektet lade grunden med sin forskning om sambandet mellan topologiska isolatorers grundläggande fysiska egenskaper och deras potentiella tekniska tillämpningar. Topologiska isolatorer är en nyligen upptäckt klass av material som har ett stort elektroniskt gap och uppvisar ledande yttillstånd. PICOPROP -projektet, å andra sidan, fokuserar specifikt på egenskaperna hos det nyupptäckta perovskitmaterialet. Kombinerad, denna forskning - som alla bedrivs vid Schweiz Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) - fick forskare att upptäcka att, eftersom det nya materialets magnetiska egenskaper lätt kan modifieras, det är i huvudsak den första magnetiska fotoledaren.

En kombination av egenskaper

Denna egenskap representerar ett viktigt genombrott inom magnetisk datalagring. Eftersom materialets magnetism kommer från interaktionerna mellan dess lokaliserade och rörliga elektroner, resultatet är ett fast magnetiskt tillstånd. Det enda sättet att ändra detta tillstånd är att ändra strukturen hos elektronerna som finns i materialets kemi eller kristallstruktur. Dock, en sådan förändring påverkar själva materialets sammansättning, vilket begränsar användningen kraftigt för magnetiska datalagringsändamål.

Enligt en artikel publicerad i tidningen Natur , det nya perovskitmaterialet kringgår denna begränsning genom att kombinera fördelarna med ferromagneter, vars magnetmoment är inriktade i en väldefinierad ordning, med fotoledare, där ljusbelysning genererar fria ledningselektroner med hög densitet.

Det är denna kombination av egenskaper som möjliggör smältning av magnetisering av fotoelektroner (dvs. elektroner som avges från material när de träffas av ljus). Resultatet är att även ett svagt ljus som en röd lysdiod är tillräcklig för att smälta materialets magnetiska ordning, skapar en hög densitet av resande elektroner. Dessa elektroner kan då enkelt, snabbt och kontinuerligt manipulerat genom att helt enkelt ändra ljusets intensitet.

Påverkande på nästa generations hårddiskar

Även om projekten fortfarande pågår, dessa första resultat tyder på att detta nya material kommer att visa sig vara inflytelserikt i skapandet av nästa generations hög kapacitet, lågenergihårddiskar. Enligt en forskare, perovskitmaterialet är nyckeln till att kombinera fördelarna med magnetisk lagring-långsiktig stabilitet, hög datatäthet, icke-flyktig drift och förmågan att skriva om-med hastigheten för optisk skrivning och läsning.