Com uma descoberta surpreendente, uma equipe internacional de cientistas da Radboud University, A Suíça e o Japão demonstram a viabilidade de comutação seletiva de magnetização dentro de uma microestrutura usando luz laser. Suas descobertas abrem oportunidades para mídias de armazenamento de informações de densidade muito alta.

A demanda pela velocidade e densidade cada vez maiores de armazenamento de informações desencadeou uma intensa busca por maneiras de controlar o estado magnético de pequenos ímãs, como também usado em discos rígidos de computador. Com o objetivo de melhorar a velocidade de gravação magnética e resolução espacial, os pesquisadores tentaram alternar a magnetização em microestruturas usando um femtossegundo - um milionésimo de um bilionésimo de um segundo - pulso de laser. Isso levou a uma descoberta inesperada ...

'Batman' mostra o caminho

Quando o tamanho da microestrutura magnética ainda era muito grande, da ordem de cinco milésimos de milímetro, a luz do laser não mudou a estrutura de maneira homogênea, mas formou um padrão semelhante a 'batman' (ver Figura 1). Este padrão mostrou características que eram menores do que o comprimento de onda da luz, mostrando que a interação luz-matéria depende fortemente da interferência do incidente e das ondas de luz refletidas. Assim, o padrão de comutação pode ser controlado pelo projeto da estrutura. Usando métodos computacionais, os autores confirmaram esta hipótese e revelaram a viabilidade da comutação magnética em nanoescala, mesmo para um pulso de laser sem foco.

Novas oportunidades de armazenamento de dados

Controlando o padrão de comutação, que, neste caso particular, tinha uma forma irônica de 'batman', abre novas oportunidades para armazenamento de dados de alta densidade, por exemplo, registrando vários bits de informação em uma única estrutura magnética.

O Prof. Theo Rasing da Radboud University diz:'Desde que nosso grupo em Nijmegen descobriu que os pulsos de laser de femtosegundo são capazes de reverter a magnetização, começamos a trabalhar em como minimizar o tamanho do domínio comutado. Você pode, em princípio, seguir duas abordagens:tornar as estruturas menores ou focar a luz em um ponto menor. Ao estruturar os materiais, descobrimos de fato que você pode obter comutação de subcomprimento de onda mesmo em estruturas muito maiores. Ao controlar o pulso de laser, isso pode ser feito de forma controlada. A capacidade de detectar mudanças magnéticas com resolução abaixo de 100 nm foi crucial para todo o projeto. Nossas colaborações através de redes da UE com os principais síncrotrons na Europa, portanto, desempenharam um papel decisivo para o sucesso deste projeto. '