ชีวิตสมัยใหม่หมุนรอบข้อมูลซึ่งหมายความว่าเราต้องใหม่รวดเร็วและประหยัดพลังงานวิธีการอ่านและเขียนข้อมูลในอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ด้วยการพัฒนาของวัสดุแม่เหล็กทั้งหมดสลับแสง (AOS) เทคโนโลยี, วิธีการแสงของการใช้เลเซอร์พัลส์แทนของแม่เหล็กในการเขียนข้อมูลได้รับความสนใจมากในทศวรรษที่ผ่านมา. แม้ว่าเทคโนโลยี AOS จะรวดเร็วและมีประสิทธิภาพแต่เทคโนโลยี AOS จะมีปัญหาด้านความถูกต้อง นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีไอนด์โฮเฟ่นในประเทศเนเธอร์แลนด์ได้คิดค้นวิธีการใหม่ที่ใช้วัสดุ ferromagnetic เป็นข้อมูลอ้างอิงอย่างถูกต้องเขียนข้อมูลลงในโคบอลต์ gadolinium (Co / Gd) ชั้นที่มีเลเซอร์พัลส์. งานวิจัยของพวกเขาถูกตีพิมพ์ในธรรมชาติสื่อสาร.
วัสดุแม่เหล็กในฮาร์ดไดรฟ์และอุปกรณ์อื่น ๆ จัดเก็บข้อมูลในรูปแบบของบิตคอมพิวเตอร์ ตามเนื้อผ้า, ข้อมูลจะถูกอ่านและเขียนไปยังฮาร์ดดิสก์โดยการย้ายแม่เหล็กขนาดเล็กบนวัสดุ. อย่างไรก็ตาม, เป็นความต้องการสําหรับการผลิตข้อมูล, การบริโภค, การเข้าถึงและการเก็บรักษายังคงเพิ่มขึ้น, มีความต้องการมากสําหรับวิธีการที่รวดเร็วและประหยัดพลังงานมากขึ้นในการเข้าถึง, การจัดเก็บและบันทึกข้อมูล.
การสลับออปติคอล (AOS) ของวัสดุแม่เหล็กเป็นวิธีการที่มีแนวโน้มในแง่ของความเร็วและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน สวิตช์ออปติคอลทั้งหมดใช้เลเซอร์พัลส์ femtosecond เพื่อเปลี่ยนทิศทางของสปินแม่เหล็กบนเครื่องชั่งแบบปิโคเซคอนด์ สองกลไกสามารถใช้ในการเขียนข้อมูล: หลายชีพจรและเดียวชีพจรสลับสลับสวิทช์ของ ในสวิตช์พัลส์หลายทิศทางสุดท้ายของการหมุนจะกําหนดซึ่งหมายความว่าจะสามารถกําหนดล่วงหน้าโดยโพลาไรซ์ของแสง อย่างไรก็ตามกลไกนี้มักต้องใช้เลเซอร์หลายตัวซึ่งจะช่วยลดความเร็วและประสิทธิภาพของการเขียน
ในทางกลับกันความเร็วในการเขียนชีพจรเดียวจะเร็วขึ้นมาก แต่การวิจัยเกี่ยวกับสวิตช์ออปติคัลทั้งหมดแบบชีพจรเดียวแสดงให้เห็นว่าการสลับชีพจรเดียวเป็นกระบวนการเลื่อน ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนสถานะของบิตแม่เหล็กที่เฉพาะเจาะจงต้องใช้ความรู้ก่อนของบิต กล่าวอีกนัยหนึ่งรัฐของบิตจะต้องอ่านก่อนที่จะสามารถเขียนทับซึ่งจะแนะนําขั้นตอนการอ่านไปยังกระบวนการเขียนจึง จํากัด ความเร็ว
วิธีที่ดีกว่าคือวิธีการเปลี่ยนแบบออปติคัลแบบเดี่ยวแบบพัลส์แบบเดี่ยวซึ่งทิศทางสุดท้ายของบิตขึ้นอยู่กับกระบวนการที่ใช้ตั้งค่าและรีเซ็ตบิตเท่านั้น ปัจจุบันนักวิจัยในกลุ่มนาโนสตรัคของภาควิชาฟิสิกส์ประยุกต์ของ Eindhoven มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีได้พัฒนาวิธีการใหม่เพื่อให้บรรลุการเขียนชีพจรเดียว deterministic ในวัสดุจัดเก็บข้อมูลแม่เหล็กทําให้กระบวนการเขียนแม่นยํามากขึ้น
แหล่งที่มาของรูปภาพ: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีไอนด์โฮเวน
ในการทดลองของพวกเขา, นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีไอนด์โฮเวนออกแบบระบบการเขียนประกอบด้วยสามชั้น - ชั้นอ้างอิง ferromagnetic ที่ทําจากโคบอลต์และนิกเกิล, ซึ่งช่วยหรือป้องกันชั้นฟรีในชั้นฟรี. สวิตช์โรตารี่, ทองแดงนํากระแสไฟฟ้า (Cu) ชั้นเว้นวรรคหรือชั้นช่องว่างและชั้นฟรี Co / GD สลับ optically ความหนาของชั้นคอมโพสิตน้อยกว่า 15 นาโนเมตร
เมื่อตื่นเต้นโดยเลเซอร์ femtosecond, ชั้นอ้างอิงเป็น demagnetized ในน้อยกว่า 1 picosecond. บางส่วนของโมเมนตัมเชิงมุมหายไปที่เกี่ยวข้องกับการหมุนในชั้นอ้างอิงจะถูกแปลงเป็นปัจจุบันหมุนดําเนินการโดยอิเล็กตรอน หมุนในปัจจุบันอยู่ในทิศทางเดียวกับการหมุนในชั้นอ้างอิง
หมุนปัจจุบันนี้แล้วย้ายจากชั้นอ้างอิงผ่านชั้น spacer ทองแดง (ลูกศรสีขาวในรูป) ไปยังชั้นฟรีที่จะสามารถช่วยหรือป้องกันการสลับหมุนในชั้นฟรี นี้ขึ้นอยู่กับทิศทางการหมุนสัมพัทธ์ของชั้นอ้างอิงและชั้นฟรี
การเปลี่ยนพลังงานเลเซอร์จะทําให้สองรัฐ. ขั้นแรกเหนือเกณฑ์ทิศทางการหมุนสุดท้ายในชั้นฟรีจะถูกกําหนดโดยชั้นอ้างอิงอย่างสมบูรณ์ สองเหนือเกณฑ์ที่สูงขึ้นสลับสังเกต นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าทั้งสองกลไกสามารถใช้อย่างถูกต้องเขียนรัฐสปินของชั้นฟรีโดยไม่ต้องพิจารณารัฐเริ่มต้นในระหว่างกระบวนการเขียน. การค้นพบนี้ให้การพัฒนาที่สําคัญสําหรับการขยายตัวในอนาคตของเราของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล