17 feb. 1999
2 minuten
Natuurkundigen hebben een route ontdekt waarmee sneller dan ooit een patroon van spins in een magneet gecreëerd kan worden. De ontdekking biedt een extra methode om efficiëntere magnetische dataopslag te kunnen realiseren.
Het onderzoek is gepubliceerd in Nature.
Het was al bekend dat je een patroon van magnetische spins kunt omzetten met laserlicht. Natuurkundigen van het MIT (Boston), het Max-Born-Institut (Berlijn), de Johannes Gutenberg Universität (Mainz), European XFEL (Hamburg), de Technische Universität Berlin, Universität Göttingen, de Deutsches Elektronen-Synchrotron, Universität Heidelberg, Politecnico di Milano en de Radboud Universiteit hebben nu echter een nieuwe route ontdekt waardoor dit heel snel kan, in minder dan 300 picoseconden.
"Magneten bestaan uit allemaal kleine magneetjes die spins worden genoemd. Normaal gesproken wijzen de spins allemaal in dezelfde richting en bepalen daarmee de noord- en zuidpool. Maar het komt ook voor dat de richtingen van spins samen een wervelend patroon vormen. Dit wordt een skyrmion genoemd. Die skyrmions in magneten zijn aantrekkelijk voor nieuwe vormen van dataopslag", aldus Johan Mentink van de RU. Nijmeegse wetenschappers zoeken al langer naar optimale manieren om magnetisme met laserlicht te controleren, om het uiteindelijk ook te gebruiken voor efficiëntere dataopslag. Bij deze techniek worden korte lichtpulsjes op een magnetisch materiaal afgevuurd en daarmee de magnetische spins in het materiaal omgepoold, waardoor een bit van een 0 in een 1 verandert.
"Als je de magnetische spins eenmaal in de wervelende vorm van een skyrmion hebt, krijg je deze vorm er niet zomaar uit. Bovendien zijn deze skyrmions slechts enkele nanometers groot, waardoor je veel data op een klein stukje materiaal kunt opslaan."
De onderzoekers hebben gevonden dat je de drempel voor de faseovergang heel kort lager kunt maken door het materiaal heel snel en kort te verwarmen met een laserpuls. Het bijzondere van deze nieuwe route is dat het materiaal eerst in een heel chaotische toestand wordt gebracht, waarbij de topologie, oftewel het aantal skyrmions in het materiaal, sterk fluctueert. De onderzoekers hebben deze route alleen kunnen vinden door röntgenstraling van de Europese vrije-elektronenlaser in Hamburg te combineren met supergeavanceerde elektronenmicroscopie en spindynamica-simulaties.
Anderen lazen ook
