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

Pandemie doet IT-trainingen dalen met 60%

Bij uitrol 5G speelt cyberveiligheid cruciale rol

AI laat ’brein geïnspireerd’ netwerk snel bijleren

3D-printen met gebruikte materialen voor een circulaire economie

Verhoog de cyberveiligheid van uw slimme gebouwen

Nieuwe sluiproute zorgt voor sneller patroon in magneet

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Navingo Career Event

RDM Rotterdam – Onderzeebootloods

van 27/10/2020 tot 28/10/2020

Always an eye on your assets

B&R Webinar

dinsdag 27 oktober 2020

Aquarama Trade Fair

Brabanthal Leuven

donderdag 29 oktober 2020

IO-Link 4 Life Digital Event

Digital Event

donderdag 29 oktober 2020

Artificial Intelligence

IMF Academy Haarlem (NL)

van 4/11/2020 tot 19/11/2020

Internet of Things (IoT)

IMF Academy (centraal Nederland)

van 9/11/2020 tot 11/11/2020

Keuze van de redactie

(19/10) Nieuwe filtertechnologie als oplossing voor “forever chemicals”

(19/10) Lutgardis Claes, ingenieur met strepen - topingenieur

(15/10) 3D-printen met gebruikte materialen voor een circulaire economie

(15/10) Startup re.alto moet digitalisering energiesector versnellen

(12/10) VLIZ breidt onderzoekscapaciteit uit in nieuwe ’Ocean Innovation Space’

(12/10) Europese steun voor Antwerps innovatief CO2-reductie project

>> 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...

Nieuwe filtertechnologie als oplossing voor “forever chemicals”

KUL bio-ingenieurs hebben een nieuwe methode gevonden om schadelijke geperfluoreerde chemicaliën uit het water te filteren. De zogenaamde PFAS breken niet af en stapelen zich op in het milieu.

Lutgardis Claes, ingenieur met strepen - topingenieur

Generaal-majoor Lutgardis Claes werd de eerste vrouwelijke rector van de Brusselse Koninklijke Militaire School (KMS). Ze is Burgerlijk Ingenieur in de vliegtuigbouw en bewapening-ballistiek

State-of-the-art batterijtester voor testlabo EnergyVille

Het batterijtestlabo van EnergyVille werd onlangs uitgebreid met een state-of-the-art batterijtester van de fabrikant PEC. Tegelijkertijd werd ook een temperatuurkamer in gebruik genomen.

Iconische brug bindmiddel voor Antwerpen-Noord

Sinds juli 2016 vormt de Parkbrug over de Italiëlei een verkeersveilige verbinding voor voetgangers en fietsers tussen Park Spoor Noord, het oude stadscentrum en het Eilandje.

ORI en Tractebel vs corona 1.0

Begin maart vond het laatste fysieke ORI-event plaats in Gare Maritime te Brussel. Het opkomende coronavirus was toen al onderwerp van vele gesprekken, maar de impact was nog onduidelijk.

Volvo Trucks gaat elektrische voertuigen in bouwsector testen

Deze maand is Volvo Trucks gestart met livetests van een volledig elektrisch voertuig in de bouwsector. Het bedrijf leverde hiervoor twee voertuigen voor zwaar gebruik aan zijn klant Swerock

Accelerator Start it @KBC verwelkomt recordaantal ondernemers

Meer dan 280 start-ups dienden hun kandidatuur in voor de 20e pitchwave van Start it @KBC. Dat is een recordaantal sinds de start van de accelerator in 2014.

Coronaproef ’fysiek’ netwerken tijdens succesvolle ABISS2020

Begin oktober slaagden de 68 technologiepartners er in om met 583 fysieke bezoekers en 248 digitale bezoekers te netwerken omtrent trends en oplossingen voor industriële digitalisering.

ABB introduceert nieuwe ultrasone niveautransmitter

ABB heeft een nieuwe ultrasone niveautransmitter met vele functies gelanceerd, speciaal ontworpen voor industrieën met een groot aantal geïnstalleerde niveaumeters. Met zijn modulaire ontwerp en intelligente algoritmen is de LST200 eenvoudig te installeren, in bedrijf te stellen en te onderhouden en is stabiel in gebruik. >>

Partners