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Magnetizzazione completamente ottica per i dispositivi del futuro

La magnetizzazione indotta da laser promette grandi cose nel campo delle tecnologie spintroniche, della conservazione magnetica e dell'elaborazione delle informazioni. Mai come ora gli scienziati stanno analizzando la magnetizzazione reversibile ultraveloce indotta otticamente con uno sguardo alle tecnologie di elaborazione delle informazioni.
Magnetizzazione completamente ottica per i dispositivi del futuro
Le variazioni magnetiche indotte otticamente, osservate inizialmente in determinati materiali, erano il risultato dell'assorbimento ottico seguito da una rapida variazione della temperatura che rendeva l'effetto non reversibile e limitandone le applicazioni. Con il controllo della magnetizzazione non termica, il campo emergente dell'opto-nanomagnetismo è destinato a dare un contributo tecnologico significativo ai nuovi dispositivi. Un prerequisito è la formazione da parte degli esperti di una nuova generazione di scienziati a capo della ricerca.

Il progetto 'Femtosecond opto-magnetism and novel approaches to ultrafast magnetismat the nanoscale' (FANTOMAS) sta affrontando entrambi questi problemi formando una nuova generazione di scienziati multidisciplinari attraverso lo studio degli effetti non termici della luce sui nanomagneti. L'obiettivo è quello di una comprensione approfondita dei meccanismi fisici implicati nel controllo ottico ultrarapido e altamente efficiente del nanomagnetismo.

Durante il periodo di registrazione corrente, gli scienziati hanno studiato la dinamica dell'inversione della magnetizzazione completamente ottica utilizzando una nuova tecnica sperimentale e la modellazione teorica multiscala. Con l'imaging a impulso singolo a femtosecondi che utilizza un singolo impulso laser molto rapido, gli scienziati hanno ottenuto immagini sequenziali fornendo variazioni con risoluzione temporale in strutture magnetiche. Il modello ha rivelato un percorso esclusivo verso l'inversione della magnetizzazione che risulterà importante nello sviluppo dei dispositivi.

I ricercatori hanno inoltre sviluppato un metodo di fabbricazione per introdurre la magnetizzazione variabile attivata termicamente e hanno prodotto semiconduttori magnetici con proprietà magnetiche ad hoc. Hanno dimostrato una variazione fotoindotta nella coercitività o resistenza alla demagnetizzazione (un effetto della foto-coercitività (PCE)) di un semiconduttore con illuminazione molto bassa. I ricercatori hanno inoltre studiato la dinamica della magnetizzazione ultrarapida nei film sottili dielettrici (caratterizzati da scarse proprietà di conduzione o isolamento) con promettenti risultati preliminari.

Ci si aspetta che la caratterizzazione della magnetizzazione ultrarapida e reversibile indotta otticamente fornisca un importante contribuito ai fini dello sviluppo di nuovi dispositivi in aree che includono applicazioni di registrazione magnetiche ultrarapide e di elaborazione delle informazioni mai esplorate prima. La formazione di alto livello di giovani ricercatori nell'ambito di un consorzio di partner accademici e industriali garantirà che le conoscenze sviluppate vengano applicate rapidamente ai nuovi dispositivi.

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