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Ultrafast All-Optical Magnetization Reversal for Magnetic Recording and Laser-Controlled Spintronics

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À la vitesse de la lumière (laser)

Les champs magnétiques sont traditionnellement utilisés pour manipuler les supports magnétiques de stockage, le disque dur en étant un exemple classique. Des scientifiques développent une technologie destinée au contrôle laser ultrarapide qui pourrait révolutionner la vitesse de traitement de l'information.

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La vitesse des supports magnétiques, tels les disques durs ou la mémoire vive magnétique à accès aléatoire (magnetic random access memory - MRAM), est un critère fondamental de la technologie. Bien qu'ils soient appelés dispositifs de stockage ou de mémoire, la fonctionnalité de ces supports est essentiellement basée sur l'accès aux données et l'extraction de données en vue de traitement. Au regard de l'actuelle technologie d'inversion de la magnétisation, la vitesse de ces dispositifs spintroniques atteindra bientôt ses limites. Le contrôle de la magnétisation par la lumière représente une approche prometteuse étant donné les impulsions très rapides des lasers ultrarapides, qui sont maintenant de l'ordre d'un térahertz (THz ou mille milliards de cycles par seconde). Toutefois, il reste de nombreux problèmes à résoudre avant de parvenir à une véritable «révolution» opto-magnétique THz en matière de traitement de l'information et d'enregistrement magnétique. C'est pourquoi des scientifiques ont lancé le projet Ultramagnetron («Ultrafast all-optical magnetization reversal for magnetic recording and laser-controlled spintronics») financé par l'UE. L'équipe a d'abord cherché à mieux comprendre le processus d'inversion de la magnétisation induite par laser dans des nano-aimants d'une dimension inférieure à 300 nanomètres (nm). S'appuyant sur cette connaissance, ils ont recherché un moyen de contrôler l'inversion ultrarapide (moins de 100 picosecondes (ps)) par résolution spatiale ou localisation à l'échelle nanométrique, supérieure à 300 nm. Ils se sont ensuite employés à amener la vitesse de l'inversion de la magnétisation en dessous de 1 ps en utilisant un processus ultrarapide de contrôle par fréquence laser femtoseconde. Le magnétron à très haute fréquence a fortement contribué aux avancées en opto-nanomagnétisme. Les scientifiques ont découvert de nouveaux mécanismes d'inversion de la magnétisation à une échelle inférieure à 100 ps dans des structures ne dépassant pas 200 nm. Plus précisément, le consortium a développé de nouvelles approches de l'ordre de la picoseconde (ps) pour le contrôle du nanomagnétisme; ce qui n'était même pas envisageable jusqu'à présent. Les partenaires industriels ont évalué l'avenir de la technologie opto-magnétique dans leurs lignes de produits. Grâce aux retombées du magnétron à très haute fréquence, les dispositifs magnétiques de traitement et de stockage ultrarapides devraient bientôt voir le jour.

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