„Zapis 3D”. Fizycy odkrywają kolejne możliwości zapisu informacji

Nową metodę zapisu informacji, która pozwoli efektywniej niż do tej pory wykorzystywać światło do zapisu danych w pamięciach cyfrowych, przedstawiła międzynarodowa grupa fizyków, kierowana przez naukowca z Uniwersytetu w Białymstoku.

Wyniki badań międzynarodowego zespołu fizyków – prowadzonych pod kierunkiem dr hab. Andrzeja Stupakiewicza z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku – zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Nature Communications” (https://doi.org/10.1038/s41467-019-08458-w).

W artykule zaprezentowana jest nowa koncepcja selektywnego ultraszybkiego zapisu komórek magnetycznych w warstwie granatu z domieszką jonów kobaltu. Zapis odbywać ma się przy zastosowaniu wyłącznie ultrakrótkich impulsów laserowych z kombinacją parametrów optycznych, takich jak polaryzacja, długość fali oraz natężenie światła. Według dr hab. Stupakiewicza – przywoływanego w przesłanej przez UwB informacji prasowej – otwiera to drogę to „fotomagnetycznego zapisu 3D”, co pozwoliłoby jeszcze efektywniej wykorzystać światło do zapisu informacji w pamięciach cyfrowych.

Uzyskane wyniki to kontynuacja badań opublikowanych w 2017 roku w „Nature”, o których już pisaliśmy. Jak zapewniają badacze, odkrywana przez nich metoda zimnego ultraszybkiego zapisu informacji pozostaje nadal najszybszą i najbardziej wydajną metodą do zapisu przy pomocy światła.

„Teraz zweryfikowaliśmy kolejną hipotezę naukową opartą na oryginalnych pomysłach, które powstały w Białymstoku” – opowiada dr hab. Stupakiewicz, cytowany w informacji prasowej. „Tym razem opracowaliśmy mechanizm selektywnej aktywacji komórek jonów kobaltu o różnej symetrii krystalograficznej. W ten sposób zaprezentowaliśmy, jak bardziej efektywnie niż dotychczas można przełączyć magnetyzację w trakcie zapisu” – dodaje naukowiec.

Czym jest „zapis 3D”?

Jak tłumaczą autorzy publikacji, mechanizm pozwalający na zapis jest związany z niezwykle efektywnym rezonansowym wzbudzeniem optycznym określonych przejść elektronowych w warstwie granatu. Fizycy wstępnie szacują, że nawet jeden foton może przełączyć magnetyzację komórek kobaltu o objętości zaledwie 28 nm3 (nanometrów sześciennych). Dla porównania: w najbardziej pojemnych obecnie terabajtowych dyskach HDD, zapisywana komórka bitowa ma objętość około 4000 nm3.

Dzięki zastosowaniu „zapisu 3D” konkretny obszar warstwy może być kodowany przez wiązkę światła o określonej kombinacji parametrów, wykorzystując optyczne pasmo telekomunikacyjne. Oznacza to, że w przyszłej technologii zapisu fotomagnetycznego będzie można zastosować miniaturowe lasery światłowodowe zarówno do zapisu, jak i do transferu zapisanej informacji cyfrowej z wykorzystaniem już istniejącej infrastruktury transmisji optycznej.

Publikacja jest efektem międzynarodowej współpracy naukowców z Zakładu Fizyki Magnetyków UwB z fizykami z Nijmegen (Holandia) i Moskwy. Jednym z jej autorów jest także dr Krzysztof Szerenos, absolwent Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku, który obecnie przebywający na stażu podoktorskim na Uniwersytecie w Nijmegen.

Źródło: Serwis Nauka w Polsce – www.naukawpolsce.pap.pl