Os pesquisadores da A * STAR criaram um novo material promissor a partir de finas camadas de ferro e cobalto que poderia permitir que tecnologias de gravação magnética, como discos rígidos, fossem potencializadas com micro-ondas.

Zhou Tiejun, Chung Hong Jing e colegas do A * STAR Data Storage Institute ajustaram as propriedades magnéticas e a resposta de microondas em suas camadas finas, criando um material ideal para acionar um minúsculo gerador de microondas movido a energia quântica, chamado oscilador de torque de rotação.

A equipe já havia estudado camadas de cobalto e irídio e encontrado uma irregularidade magnética surpreendente - o material preferia ter seu campo magnético alinhado em uma direção específica, uma propriedade conhecida como anisotropia magnética. Com alinhamento cuidadoso do material, sua anisotropia tornaria mais fácil magnetizar e desmagnetizar.

Neste novo trabalho, a equipe descobriu que ensanduichar cobalto com ferro, em vez de irídio, produziu anisotropia magnética mais forte e teve desempenho de microondas superior.

Microondas geradas por um oscilador de torque de rotação embutido na cabeça de leitura e gravação de um disco rígido tornaria a gravação de dados mais eficiente em termos de energia, Disse Chung.

"As microondas reduzem efetivamente a barreira de energia para inverter a direção dos domínios magnéticos, "diz Chung.

O sinal de micro-ondas ajudaria na comutação da magnetização necessária para gravar dados em um disco rígido, definindo os campos magnéticos dos átomos no disco rígido entrelaçados em círculos, da mesma forma que um pião oscila em círculos, um efeito conhecido como precessão. A pilha de cobalto-irídio perdeu a energia de microondas rapidamente, como um pião girando em um tapete grosso, um efeito conhecido como amortecimento. Contudo, na pilha de ferro-cobalto, o amortecimento foi muito menor, como um pião girando em um piso duro e polido.

A descoberta veio do trabalho da equipe na engenharia separada das propriedades magnéticas e de micro-ondas da pilha, disse Chung.

"Tomamos muito cuidado para alcançar a qualidade interfacial desejada das camadas. O controle no nível nanométrico é extremamente importante, " ele disse.

A equipe testou mais de 30 combinações de materiais, explorando primeiro o efeito da espessura da camada, temperatura de recozimento e taxa e temperatura de pulverização catódica. Finalmente, eles os testaram em uma configuração de pilha completa, Concluir cobalto e ferro em camadas iguais de 0,625 nanômetros de espessura foi o ideal.

Chung diz que ainda há muito trabalho a ser feito para levar essa tecnologia à prática.

"É difícil, devido à complexidade do design do material e aos desafios de integrar o oscilador de torque de rotação ao cabeçote magnético de leitura e gravação. "