Учёным удалось разогнать чтение магнитных данных до триллионных долей секунды

Учёные центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф и технического университета Дортмунда достигли прорыва в технологиях, обеспечивающих чтение магнитных данных. Эксперты воспользовались ультракороткими импульсами терагерц-излучения взамен традиционных электрических сигналов, что обеспечило считывание магнитной ориентации материалов в течение пикосекунд - это триллионные доли секунд.

Используемые в настоящее время жёсткие диски способны хранить миллионы мегабайт информации, что обеспечивается крошечными магнитными структурами. Но при этом скорость собственно передачи данных остаётся на относительно низком уровне, порядка нескольких сотен мегабайт в секунду. Учёные в течение многих лет проводили эксперименты с использованием коротких токовых импульсов для того, чтобы увеличить скорость чтения. Достижения в области спинтроники давали подсказку о том, что существующие ограничения могут быть преодолены.

В экспериментах использовались образцы с двумя сверхтонкими слоями: нижним из магнитного сплава (кобальт или справ железа и никеля), а верхний из редких металлов типа платины, тантала или вольфрама. Слои имели толщину не более 3 нанометров, таким образом обеспечивая проникновение терагерц-излучения. В свою очередь терагерцовыми импульсами генерировались кратковременные электротоки в верхнем слое металла, а электроны были упорядочены в соответствии с ориентацией своих спинов.

Основной составляющей этого процесса стало однонаправленное спин-холловское магнитосопротивление (USMR). Между слоями происходило накопление электронов, у которых имелась определённая спиновая ориентация. В зависимости от их корреляции с магнитным направлением в нижнем слое менялось электрическое сопротивление. При помощи этого эффекта учёные получили возможность производить считывание направления намагниченности с уникально высокой скоростью.

Процесс оказывал воздействие и на само терагерц-излучение. После того как импульсы проходили через образец, они начинали колебание с удвоенной частотой, таким образом модно было точно определить магнитное состояние материала. Учёные уже разрабатывают методы не только считывания, но и записи магнитных данных, используя терагерц-излучение.

Хотя это ещё не говорит о возможности создания супербыстрых жёстких дисков в ближайшее время, это открытие показало потенциал простых материальных систем для того, чтобы разработать сверхбыструю магнитную память, сообщает MiraNews.