Лазерные манипуляции с ферромагнетизмом — будущее накопителей?

Новости науки и техники Комментариев к записи Лазерные манипуляции с ферромагнетизмом — будущее накопителей? нет

Исследования в области хранения данных ведутся повсеместно. Какие-то ученые склоняются к использованию новых химических соединений или изменению уже имеющихся. Кто-то стремится к футуристическим высотам в виде носителей из воды или ДНК.

По словам исследователей лазерные манипуляции со свойствами веществ это не новость в мире технологий хранения данных. Ярким примером являются CD-RW — перезаписываемые оптические диски. Попытки совместить скорость лазерных импульсов и плотность магнитной записи стали целью многих современных исследований. Для достижения подобной гибридизации используются методы оптического перемагничивания и термоассистируемой магнитной записи. Однако такие методы не позволяют манипулировать с самим ферромагнетизмом, как явление. Сатурация намагниченности (далее Ms) вещества остается прежней во время процесса чтения/записи. Если же найти перезаписываемые магниты внутри немагнитного вещества, это будет гораздо эффективнее и практичнее, чем запись битов данных в соответствии с направлением размагничивающего поля.

Процедура эксперимента

Для изучения воздействия лазерных импульсов на уровень намагниченности слоя B2 Fe60Al40 была использована прозрачная подложка из **MgO***.

MgO* — оксид магния, обладает высоким коэффициентом отражения (в данном случае, отражательной способностью — величина, описывающая способность вещества отражать электромагнитное излучение).

Тонкие пленки изготавливались посредством **магнетронного распыления*** мишени в аргоносодержащей среде, при этом температуру подложки сохраняли на уровне комнатной.

Магнетронное распыление* — способ нанесения тонких пленок на подложку посредством бомбардировки катода (отрицательно заряженного электрода) положительными ионами в плазме магнетронного разряда.

Магнетронное распыление

А2 структура полученных пленок Fe60Al40 была реорганизована в В2 с помощью отжига в вакууме при температуре 773 К (приблизительно 500 оC).

Тестирование воздействия лазерных импульсов проводились на фотоэмиссионном электронном микроскопе в стенах **BESSY II*** в Берлине.

BESSY II* (Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung II) — синхротрон с длиной окружности 240 м.

Одним из основных «участников» тестирования является лазер. Был использован титан-сапфировый лазер, поскольку он обладает широкой полосой генерации, что позволяет ему также генерировать и необходимые для эксперимента сверхкороткие импульсы. Длина волны лазера, сфокусированного на участке в 2 мкм с помощью микролинзы, составляла 800 нм, а длительность импульса приблизительно 100 фс (100 фемтосекунд, 1 фс = 10-15 с).

Изображение №1: Воздействие сверкороткого лазерного импульса в 100 фс на пространство между Fe60Al40 и MgO. Магнитные свойства поверхности Fe60Al40 исследуются с помощью рентгеновского излучения.

Тестирование воздействия лазерных импульсов проводилось на пленках из B2 Fe60Al40 толщиной 20, 40 и 80 нанометров. Частота повторения импульсов составила 2,5 МГц. Для выделения определенного импульса или череды нескольких импульсов использовался прибор Pulse Picker (дословный перевод — сборщик импульсов).

Магнитные изображения участков, на которые воздействовали лазерные импульсы, были записаны при L3 ферромагнитном резонансе Fe (707 эВ — электронвольт), посредством использования магнитного кругового дихроизма рентгеновского излучения.

Результат воздействия лазерных импульсов на тестируемую поверхность (Изображение №2)

Воздействие на пленку B2 Fe60Al40 толщиной 40 нм единым лазерным импульсом с флюенсом 500 мДж/см-2 привело к проявлению сильной поверхностной магнитной контрастности (2а). Магнитная контрастность изображена в виде разницы двух изображений, сделанных с помощью круговой поляризацией и обратной спиральностью. Параллельная рентгеновскому лучу намагниченность изображена красным цветом, а антипараллельная — синим.

При количестве импульсов 105 и флюенсом*** 200 мДж/см-2 намагниченность поверхности, полученная при первом импульсном воздействии, была ликвидирована. На изображении **2b видно, что намагниченность поверхности сильно уменьшена, а контрастность отсутствует.

Флюенс* — интеграл по времени от плотности потока частиц или энергии.

Далее на тестируемый участок повторно воздействовал один импульс (500 мДж/см-2), но с применением внешнего небольшого магнитного поля +5 мТл (миллитесла). На изображении 2с видно, что поле способствует формированию единого магнитного участка.

При повторном воздействии 104 импульсов (флюенс — 200 мДж/см-2) намагниченность опять снизилась (2d).

Для оптимизации было проведено еще несколько тестов в различных условиях.

Читать далее: http://www.nanonewsnet.ru/articles/2018/manipulyatsii-s-ferromagnetizmom-budushchee-nakopitelei

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top