Maqnitizasiyanın ultrasürətli sərhəd hərəkəti

Maqnitizmin ultrasürətli tədqiqat sahəsi, işıq impulslarının materialların maqnitizasiyasını necə idarə edə biləcəyini araşdırır. Bu proses, "tam optik dəyişimi" (AOS) adlanır və bir neçə femtosaniyəlik lazer impulsları vasitəsilə maqnit sahəsinə ehtiyac olmadan kiçik maqnit bölgələrini dəyişir. Bu texnologiya, ənənəvi maqnit əsaslı oxuma/yazma başlıqlarından fərqli olaraq maqnitizasiyanı daha sürətli idarə etməyə imkan verir və yeni spintronik qurğular üçün perspektivlər yaradır.

Tədqiqatın əsas tapıntıları

Berlin Max Born İnstitutunun və digər alimlərin apardığı araşdırma, maqnitizasiyanın dəyişmə prosesinin materialın dərinliyindəki sərhəd hərəkəti ilə əlaqəli olduğunu aşkar edib. Əvvəlki tədqiqatlarda, lazer impulsunun enerji verdiyi hər yerdə prosesin bərabər şəkildə baş verdiyi düşünülürdü. Lakin yeni araşdırma göstərib ki, maqnitizasiyanın dəyişimi lokal və qeyri-lokal proseslərin birləşməsi ilə baş verir.

Araşdırmada, 9.4 nm qalınlığında gadolinium-kobalt (GdCo) filmi üzərində işıq impulsları və femtosaniyə yumşaq X-şüa spektroskopiyası tətbiq olunub. Alimlər, maqnitizasiyanın dərinlik boyunca zamanla necə dəyişdiyini izləmək üçün infraqırmızı (IR) impulslar və geniş spektrli X-şüalar istifadə ediblər. Nəticədə, maqnitizasiyanın filmin dərinliyindəki inkişafını göstərən bir "film" əldə edilib.

Sərhəd hərəkəti və dəyişmə dinamikası

Araşdırmanın nəticələri göstərib ki, infraqırmızı impulsdan sonra GdCo təbəqəsi əvvəlcə bərabər şəkildə qızaraq maqnitizasiyasını itirir. Lakin iki pikosaniyə sonra əks maqnitizasiyaya malik iki bölgə yaranır. Üst bölgə, daha çox enerji alan platin təbəqəsi sayəsində daha sürətlə dəyişir, alt bölgənin maqnitizasiyası isə dəyişməz qalır. Bu iki bölgə arasında sərhəd yaranır və aşağıya doğru 2000 m/s sürətlə hərəkət edir.

Nəzəri modellərə meydan oxuma və gələcək perspektivlər

Bu kəşf, mövcud nəzəri modelləri yenidən nəzərdən keçirməyə çağırır. Sərhəd hərəkəti, maqnitizasiyanın dəyişmə sürətini və son maqnit vəziyyətini müəyyən edir. Tədqiqatçılar, müxtəlif təbəqələrdən istifadə etməklə sərhədin harada yaranmasını və nə qədər sürətlə hərəkət etməsini idarə etməyin mümkün olduğunu qeyd edirlər. Bu, işıqla idarə olunan maqnit qurğularının dizaynında yeni imkanlar yarada bilər.

Tədqiqatın əhəmiyyəti

Bu araşdırma, sürətli və enerji-effektiv yaddaş və məntiq elementlərinin inkişafı üçün yeni yollar açır. Maqnitizasiyanın ultrasürətli idarə olunması, texnologiyanın gələcəkdə daha geniş tətbiqlərinə imkan yarada bilər.

Daha çox məlumat: Martin Hennecke və başqaları, "Transient domain boundary drives ultrafast magnetisation reversal," Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63571-3