Prace nad całkowicie optycznym zapisem magnetycznym
Zapis magnetyczny wspomagany termicznie (HAMR) — proces polegający na nagrzewaniu środka magnetycznego, aby podczas zapisu spotęgować własności magnetyczne — to obiecujące, lecz technicznie trudne rozwiązanie. Naukowcy badali całkowicie optyczne przełączanie magnetyzacji w materiałach nanostrukturalnych, aby poprawić gęstość zapisu. Projekt OP2M (Optical probe and manipulation of magnetization at the nanometer scale), finansowany ze środków UE, był realizowany przez naukowców z Europy i USA. Uczeni wykorzystali ultrakrótkie impulsy laserowe do sondowania właściwości magnetycznych i manipulowania nimi w bardzo małej skali przestrzennej oraz w bardzo krótkich przedziałach czasowych. Femtosekundowe impulsy laserowe mogą odwrócić magnetyzację od 1000 do 10 000 razy szybciej niż pola magnetyczne lub impulsy prądu o spolaryzowanym spinie, a badania wykazują, że proces ten przebiega z dużą wydajnością energetyczną. Dlatego też prace skupiły się na ultraszybkiej dynamice magnetyzacji w skali nano oraz całkowicie optycznym przełączaniu magnetyzacji. Głównym celem OP2M było opracowanie materiałów do całkowicie optycznego przełączania magnetyzacji, bez konieczności stosowania pola magnetycznego. Uczestnicy projektu wykazali, że całkowicie optyczne przełączanie magnetyzacji można uzyskać nie tylko w kilku konkretnych stopach metali przejściowych i metali ziem rzadkich. Dowiedli oni występowania tego zjawiska w różnych materiałach, w tym w stopach oraz w strukturach wielowarstwowych i złożonych. Ważnym osiągnięciem było całkowicie optyczne przełączanie magnetyzacji, uzyskane po raz pierwszy w pozbawionym metali ziem rzadkich systemie o niejednorodnej strukturze. Dokładniej mówiąc, wyhodowano ponad 30 różnych stopów poprzez rozpylanie ciężkich pierwiastków ziem rzadkich oraz metali przejściowych na podłożu ze szkła oraz tantalu (Ta). Aby wykazać, że zjawisko to nie dotyczy wyłącznie materiałów opartych na pierwiastkach ziem rzadkich, wytworzono także syntetyczne heterostruktury ferromagnetyczne. Projekt OP2M znacząco pogłębił naszą wiedzę na temat mechanizmów związanych z całkowicie optycznym przełączaniem magnetyzacji. Co jeszcze ważniejsze, ta nowa wiedza pomoże stworzyć materiały, które będą mogły być przełączane magnetycznie w sposób całkowicie optyczny przy pomocy sprawdzonych technik cienkowarstwowych. Omawiany projekt oznacza możliwość wykorzystania HAMR w nowy sposób, w przyszłych urządzeniach pamięci magnetycznej.
Słowa kluczowe
Urządzenia pamięci magnetycznej, zapis magnetyczny wspomagany termicznie, całkowicie optyczne przełączanie magnetyzacji, materiały nanostrukturalne, ziem rzadkich
