Pesquisadores demonstraram, pela primeira vez, gravação termomagnética induzida por luz em um filme fino magnético em guias de ondas de silício. A nova técnica de escrita está preparada para permitir memórias magneto-ópticas de alto desempenho em miniatura que não requerem óptica volumosa ou rotação mecânica.
Dispositivos de armazenamento magneto-ópticos combinam técnicas de gravação magnética e óptica para armazenar informações. Embora várias empresas tenham feito unidades de disco magneto-óptico regraváveis, essas unidades raramente são usadas hoje.

"Apesar de suas vantagens significativas, as unidades magneto-ópticas foram substituídas por unidades flash mais baratas ou mídia de armazenamento óptico, como DVDs", disse o líder da equipe de pesquisa Toshiya Murai, do Instituto de Tecnologia de Tóquio, no Japão. “Como nosso novo método de gravação pode ser implementado usando fotônica de silício, ele pode permitir dispositivos magneto-ópticos baratos que armazenam grandes quantidades de informações em um pequeno chip”.

Os pesquisadores descrevem seus novos dispositivos de memória magnetotópica e técnica de escrita baseada em luz na revista Optica Publishing Group Optics Express . Os dispositivos não são voláteis - o que significa que os dados são salvos mesmo quando não há energia fornecida ao dispositivo - e podem suportar muitos ciclos de gravação e reescrita.

As memórias magneto-ópticas no chip podem permitir alternativas totalmente ópticas aos roteadores de pacotes eletrônicos usados ​​na infraestrutura de telecomunicações de hoje. "Isso eliminaria a energia e os gastos necessários para as conversões óptico-elétrico-óptico e permitiria uma comunicação flexível para cada pacote de dados", disse Murai. "Memórias magneto-ópticas também podem oferecer armazenamento em nível de bits para computadores ópticos, que usam luz para processar, armazenar e transferir dados".

Controlando o magnetismo com luz

Dispositivos de memória magneto-óptica usam calor para desmagnetizar um pequeno ponto em um filme magnético acima de uma temperatura crítica conhecida como ponto de Curie. Um campo magnético aplicado localmente determina então a direção na qual o ponto é magnetizado quando esfria. Realizar este tipo de gravação termomagnética em um circuito integrado fotônico requer o controle do estado magnético de um filme magnético dentro de um guia de ondas usando a propagação de luz no guia de ondas.

No novo trabalho, os pesquisadores desenvolveram uma maneira de usar a propagação da luz no guia de ondas para reverter a direção da magnetização aquecendo o filme de gravação magnética próximo à temperatura de Curie. Sua abordagem permite que a magnetização do material seja facilmente alinhada ao longo da direção do campo magnético externo aplicado.

Para demonstrar a nova técnica, os pesquisadores fabricaram um guia de ondas de silício que continha um ímã de filme fino. Usando um microscópio especial de alta resolução magneto-óptico de efeito Kerr (MOKE), eles foram capazes de medir as propriedades magnéticas do filme para diferentes potências ópticas. Isso permitiu que eles mostrassem experimentalmente que a força coercitiva do ímã no guia de ondas de silício depende do calor induzido pela luz guiada no guia de ondas.

“Quando a luz foi lançada no guia de ondas, observamos que a direção da magnetização mudaria sob um campo magnético de polarização adequado”, disse Murai. "Assim, demonstramos a gravação termomagnética induzida pela luz integrada em uma plataforma fotônica de silício."

Em seguida, os pesquisadores gostariam de desenvolver sistemas de gravação magneto-óptica de estado sólido que possam não apenas escrever, mas também ler informações em uma plataforma fotônica de silício usando o novo método. Isso exigirá a redução do consumo de energia da gravação termomagnética induzida pela luz, o que poderia ser feito usando um meio de gravação magnética com um volume menor combinado com um pulso de luz mais curto. + Explorar mais

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