Grabación de datos en dispositivos de almacenamiento basados en láseres ultrarrápidos

June 18, 2024

La vida moderna gira en torno a los datos, lo que significa que necesitamos formas nuevas, rápidas y eficientes para leer y escribir datos en dispositivos de almacenamiento.

 

Los métodos ópticos que utilizan pulsos láser en lugar de imanes para escribir datos han recibido una considerable atención en la última década, con la

 

Aunque rápido y energéticamente eficiente, AOS tiene problemas con la precisión.

 

Investigadores de la Universidad de Tecnología de Eindhoven, en los Países Bajos, han inventado un nuevo método para escribir datos con precisión en un cobalto

 

La investigación se publicó en la revista Nature y se centró en el estudio de la composición de la capa de gadolinio (Co/Gd) con pulsos láser, utilizando un material ferromagnético como referencia.

 

Las comunicaciones.


Los materiales magnéticos en los discos duros y otros dispositivos almacenan datos en forma de bits de computadora.

 

Sin embargo, con la creciente demanda de producción de datos, consumo, acceso y almacenamiento,

 

existe una demanda considerable de métodos más rápidos y eficientes desde el punto de vista energético para acceder, almacenar y registrar datos.


La conmutación totalmente óptica de materiales magnéticos es un enfoque prometedor en términos de velocidad y eficiencia energética.

 

Los pulsos láser de un femtosegundo cambian la dirección de los giros magnéticos en una escala de picosegundo.

 

En la conmutación de múltiples pulsos, la dirección final del giro es determinista, lo que significa que puede determinarse en

 

Sin embargo, este mecanismo requiere generalmente múltiples láseres, lo que reduce la velocidad y la eficiencia de la luz.

 

Escribe.


Por otro lado, la escritura de un solo pulso es mucho más rápida, pero los estudios sobre el conmutación de un solo pulso totalmente óptico han demostrado que el conmutación de un solo pulso

 

Esto significa que para cambiar el estado de un bit magnético específico, se requiere un conocimiento previo del bit.

 

El estado del bit debe leerse antes de que pueda ser sobrescrito, lo que introduce una fase de lectura en el proceso de escritura, limitando así la velocidad.


Un mejor enfoque es el método determinista de conmutación óptica de pulso único, en el que la dirección final del bit depende sólo de la

 

Ahora, los investigadores en el Grupo de Nanostructura en el Departamento de Física Aplicada en Eindhoven

 

La Universidad de Tecnología ha desarrollado un nuevo método para lograr la escritura determinista de un solo pulso en materiales de almacenamiento magnético, haciendo que el

 

El proceso de escritura es más preciso.


En sus experimentos, los investigadores de la TU Eindhoven diseñaron un sistema de escritura compuesto por tres capas: una capa de referencia ferromagnética

 

hechos de cobalto y níquel, que ayudan o impiden el cambio de giro en la capa libre; un espaciador o una capa de separación de cobre (Cu) conductor; y

 

capa libre de Co/Gd con conmutación óptica; el espesor de la capa compuesta es inferior a 15 nm.


Una vez excitado por un láser de femtosegundo, la capa de referencia se desmagnetizará en menos de 1 picosegundo.

 

La corriente de espín de la capa de referencia se convierte entonces en una corriente de espín transportada por los electrones.

 

alineados con las direcciones de los giros en la capa de referencia.


Esta corriente de giro se mueve entonces desde la capa de referencia a través del espaciador de cobre (ver flechas blancas en la figura) a la capa libre, donde puede

 

Esto depende de las orientaciones relativas de giro de las capas de referencia y libres.


Cambiar la energía del láser da como resultado dos estados. Primero, por encima de un umbral, la orientación final del giro en la capa libre está completamente determinada por

 

En el caso de los sistemas de control de las emisiones de gases de efecto invernadero, el uso de los sistemas de control de las emisiones de gases de efecto invernadero se ha convertido en una práctica habitual.

 

Se utilizan juntos para escribir con precisión el estado de giro de la capa libre sin tener que considerar su estado inicial durante el proceso de escritura.

 

El descubrimiento proporciona un avance importante en la expansión de nuestros futuros dispositivos de almacenamiento de datos.