Figur 1. Den magnetiska strukturen, storleken fem gånger fem tusendels millimeter (mikron) visar en understruktur i svart och vitt, påminner om Batman-logotypen. Svarta områden indikerar nedåtriktad magnetisering, vita områden indikerar magnetisering uppåt.
Med en överraskande upptäckt, ett internationellt team av forskare från Radboud University, Schweiz och Japan demonstrerar genomförbarheten av selektiv magnetiseringsomkoppling inuti en mikrostruktur genom att använda laserljus. Deras resultat öppnar möjligheter för mycket hög densitet informationslagringsmedia.
Efterfrågan på den ständigt ökande hastigheten och tätheten av informationslagring har utlöst ett intensivt sökande efter sätt att kontrollera det magnetiska tillståndet hos små magneter, som också används i datorhårddiskar. Syftar till att förbättra magnetisk inspelningshastighet och rumslig upplösning, forskarna försökte växla magnetisering i mikrostrukturer genom att använda en femtosekund - en miljondels en miljarddels sekund - laserpuls. Detta ledde till en oväntad upptäckt ...
"Batman" visar vägen
När storleken på den magnetiska mikrostrukturen fortfarande var ganska stor, i storleksordningen fem tusendels millimeter, laserljuset bytte inte strukturen homogent utan bildade ett 'batman'-liknande mönster (se figur 1). Detta mönster visade funktioner som var mindre än ljusets våglängd, visar att ljus-materia interaktion starkt beror på störning av händelsen och de reflekterade ljusvågorna. Således, omkopplingsmönstret kan styras av strukturdesign. Med hjälp av beräkningsmetoder bekräftade författarna denna hypotes och avslöjade genomförbarheten av magnetisk omkoppling i nanoskala även för en ofokuserad laserpuls.
Nya datalagringsmöjligheter
Styra växlingsmönstret, som i detta speciella fall hade en ironisk "batman"-liknande form, öppnar nya möjligheter för datalagring med mycket hög densitet, till exempel genom att registrera flera informationsbitar i en enda magnetisk struktur.
Prof. Theo Rasing vid Radboud University säger:"Sedan vår grupp i Nijmegen upptäckte att femtosekundlaserpulser kan vända magnetisering, vi började arbeta med att minimera storleken på den växlade domänen. Du kan i princip följa två tillvägagångssätt:göra strukturerna mindre eller fokusera ljuset till en mindre plats. Genom att strukturera materialen upptäckte vi verkligen att du kan åstadkomma sub-våglängdsväxling även på mycket större strukturer. Genom att styra laserpulsen, detta kan göras på ett kontrollerat sätt. Förmågan att upptäcka magnetiska förändringar med en upplösning under 100 nm var avgörande för hela projektet. Våra samarbeten genom EU-nätverk med de viktigaste synkrotronerna i Europa spelade därför en avgörande roll för detta projekts framgång.'
