Ultrasnel data wegschrijven met laserpulsen

Onderzoek & Wetenschap 12/08/2020 9:24:43

Onderzoekers van de TU/e hebben een nieuwe methode bedacht om met een laserpuls nauwkeurig data te schrijven naar een laag van kobalt-gadolinium, met een ferromagnetische referentielaag.

Lees hieronder verder   
Verwant

Automatisatietechnologieën voor alle bedrijfsprocessen gebundeld

AI-start-up The Grain haalt Vlaio innovatiesubsidie binnen

Fotonische chips geboost met nieuwe lichtversterker

Portugese Heptasense wint Elia innovatiewedstrijd

Databotpionier TeRoCo breidt activiteiten uit naar Frankrijk

AI-oplossing structureert en interpreteert digitale documenten

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

47ste Hogere Cursus Akoestiek

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 21/09/2020 tot 8/02/2021

Energiedelen en Energiegemeenschappen

Thor Centrale Genk

dinsdag 22 september 2020

Robot and machine become one

B&R Webinar

dinsdag 22 september 2020

IoT World / MtoM

Paris Expo Porte de Versailles

van 23/09/2020 tot 24/09/2020

Geautomatiseerde logistiek in productie - live demo

Sirris - Hasselt

woensdag 23 september 2020

Mastercourse: The industrial relevance of advanced AI/ML methods

Sirris, MRC Gent - Zwijnaarde

donderdag 24 september 2020

Keuze van de redactie

(17/9) Eye-Robot wint de Belgische James Dyson Award 2020

(15/9) Noors bedrijf investeert 150 miljoen euro in Haven Oostende

(10/9) Soprema’s nieuwe productievestiging creëert lokale arbeidsplaatsen

(9/9) Bliksemsnelle 3D-bioprinter voor ziektemodellen

(7/9) Poco Loco investeert 45 miljoen in bijkomende productiefaciliteit

(4/9) Succesvolle eerste vlucht voor energiezuinige Flying-V

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Magnetische materialen in harde schijven en andere apparaten slaan gegevens op als computerbits (0 of 1) in magnetische spins georiënteerd naar boven of naar beneden.

Traditioneel worden gegevens gelezen van en geschreven naar een harde schijf door een kleine magneet over het materiaal te bewegen. Omdat de vraag naar de productie, het verbruik, de toegang en de opslag van gegevens voortdurend toeneemt, is er behoefte aan snellere en meer energie-efficiënte methoden om gegevens te lezen openen en op te slaan.

All-optical switching (AOS) van magnetische materialen is een veelbelovende benadering wat betreft snelheid en energie-efficiëntie. AOS gebruikt femtosecondelaserpulsen om de oriëntatie van magnetische spins op de picoseconde-schaal te schakelen.

Er kunnen twee mechanismen worden gebruikt om gegevens te schrijven: meerdere pulsen en enkele pulsschakelingen. Bij meervoudige pulsschakelingen is de uiteindelijke oriëntatie van de spins (d.w.z. omhoog of omlaag) deterministisch, wat betekent dat deze vooraf kan worden bepaald door de polarisatie van het licht. Dit mechanisme vereist echter meestal meerdere lasers, wat ongunstig is voor de snelheid en efficiëntie van het schrijven.

Aan de andere kant zou een enkele puls voor het schrijven veel sneller zijn, maar studies naar AOS met een enkele puls laten zien dat dit een wisselproces is. Dit betekent dat om de toestand van een specifiek magnetisch bit te veranderen, voorafgaande kennis van de bit nodig is. Met andere woorden, de toestand van de bit moet eerst worden gelezen voordat het kan worden overschreven, wat een leesfase in het schrijfproces introduceert, en dus de snelheid beperkt.

Een betere aanpak zou een deterministische AOS-aanpak met één puls zijn, waarbij de uiteindelijke richting van een bit alleen afhangt van het proces dat wordt gebruikt om het bit in te stellen en te resetten. Nu hebben onderzoekers van de groep Physics of Nanostructures van de Department of Applied Physics een nieuwe aanpak ontwikkeld voor het deterministisch enkelpulsschrijven in magnetische opslagmaterialen, waardoor het schrijfproces veel nauwkeuriger wordt.

Voor hun experimenten ontwierpen de onderzoekers van de Nederlandse Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) een schrijfsysteem dat bestaat uit drie lagen: een ferromagnetische referentielaag van kobalt en nikkel die helpt of voorkomt dat er in de vrije laag wordt geschakeld, een geleidende koperen (Cu) tussenlaag, en een optisch schakelbare vrije laag van kobalt-gadolinium (Co/Gd). De dikte van de gecombineerde lagen is minder dan 15 nm.

Eenmaal aangeslagen door een femtoseconde-laser, demagnetiseert de referentielaag in minder dan een picoseconde. Een deel van het verloren hoekmoment dat geassocieerd wordt met de spins in de referentielaag, wordt dan omgezet in een spinstroom die door elektronen wordt gedragen. De spins in de stroom zijn uitgelijnd met de spinrichting in de referentielaag.

Deze spinstroom gaat dan van de referentielaag door de koperen tussenlaag (de witte pijlen in bovenstaande afbeelding) naar de vrije laag, waar het kan helpen of voorkomen dat er in de vrije laag wordt geschakeld. Dit is afhankelijk van de relatieve spinrichting van de referentie- en vrije lagen. Het variëren van de laserenergie leidt tot twee regimes.

Ten eerste wordt boven een bepaalde drempelwaarde de uiteindelijke spinrichting in de vrije laag volledig bepaald door de referentielaag, en ten tweede wordt boven een hogere drempelwaarde het bekende wisselproces teruggevonden.

De onderzoekers hebben aangetoond dat deze twee regimes samen kunnen worden gebruikt voor het nauwkeurig schrijven van de spintoestanden in de vrije laag zonder rekening te houden met de begintoestand ervan tijdens het schrijfproces.

Deze bevinding levert een belangrijke bijdrage aan het verbeteren van onze toekomstige dataopslagapparaten. << (Guy Leysen) (bron en foto: TU/e)

Lees het wetenschappelijk artikel: Y.L.W. van Hees et al., "Deterministic all-optical magnetization writing facilitated by non-local transfer of spin angular momentum", Nature Communications, (2020).

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

Wordt Einstein Telescope opgenomen Europese research roadmap?

Gesteund door Nederland, België, Polen en Spanje heeft Italië een aanvraag ingediend om de Einstein Telescope op te nemen in een Europese routekaart voor grote onderzoeksinfrastructuren.

Containerterminals Deurganckdok zetten meer in op spoorvervoer

Terminaluitbaters DP World Antwerp en MPET bundelen de krachten om intensiever gebruik te maken van het spoor via een gezamenlijke spoorinfrastructuur met een transferzone.

”Ecovisie levert vaak net zoveel innovatie als duurzaamheid op” - opinie

Agoria begeleidt bedrijven bij hun transformatie tot Factory of the Future, waarbij 7 domeinen een cruciale rol spelen, zoals duurzaamheid. Hoe vullen bedrijven als BSH, ABEE en AMS dit in?

Watson-Marlow lanceert nieuwe Certa Plus sinusoïdale pomp

Deze nieuwe pomp is een duurzame en energiezuinigere oplossing voor shear-gevoelige, stroperige farmaceutische producten en nu al de beste in zijn klasse.

Nieuwe reactor maakt waterstofproductie goedkoper en duurzamer

Waterstof wordt een belangrijke energiedrager in de toekomstige circulaire economie. Daarom werkt TU Eindhoven aan een chemische reactor om duurzamere waterstof te maken.

Grensoverschrijdend multi-event in 3D Manufacturing-wereld

Vier organisaties uit de Benelux hebben het plan gesmeed om een nieuw concept in de 3D-productie aan de wereld voor te stellen: een week onderdompeling in de wereld van 3D-manufacturing.

Zonneauto als accu op wielen: ‘altijd en overal stroom’

Een vers kopje koffie tijdens het wildkamperen? Geen probleem! Stopcontacten zijn niet meer nodig als je een zonneauto hebt. Dat bewees het Solar Team Eindhoven met dit nieuwe model.

Regio’s presenteren duurzame toekomstvisie voor chemiesector

Vlaanderen, Nederland en Noordrijn-Westfalen presenteren trilaterale chemiestrategie, die inzet op innovatie en infrastructuur voor succesvolle energie- en klimaattransitie.

IP67 Profinet switches van Helmholz

Budé Innovative Solutions heeft een unieke machine gebouwd voor in de ijsindustrie. Omdat ze veel technologie op een kleine footprint moeten integreren is er gekozen om de PROFINET deelnemers, die via M12 techniek worden aangesloten op de IP67 managed PROFINET switches van Helmholz en door de PI organisatie zijn gecertificeerd.

Partners