Физиками из Университета Белостока (Польша) и Университета Радбуда (Голландия) разработали была разработана технология памяти на основе записи магнитных состояний с помощью оптических импульсов. При этом её скорость колоссальна – время чтения и записи составляет менее 20 пикосекунд (50 Гбит/сек), что превосходит современную флэш-память по скорости чтения в 500 раз.
Один из подходов к ускорению элементов памяти — переход от магнитной (HDD) или электрической (Flash) записи к магнитооптической. Под действием определенных лазерных импульсов домены магнитных материалов могут изменять свою намагниченность, а коэрцитивные силы в магнетиках не позволяют этой намагниченности исчезнуть. Но одновременно с этим материалы эффективно поглощают оптическое излучение и нагреваются из-за этого. Нагрев свыше определенной температуры (точки Кюри) разрушает магнитное упорядочение в материале, что приводит к потере записанной информации. С этими проблемами сталкивались физики, пытавшиеся создать подобную память на основе сплавов металлов.
Как отмечается, был найден материал, в котором энергия, необходимая для переключения магнитного состояния, куда меньше, чем та, что требуется для нагрева до температуры Кюри (такая технология использовалась в так называемых микродисках – MD). Этот материал – иттрий-железный гранат, в котором часть атомов железа заменена атомами кобальта. Он является оптически прозрачным и не проводит электричество.
Для записи 1 бита информации участок материала облучался фемптосекундным лазерным импульсом определенной поляризации (вдоль одной из кристаллографических осей граната). При этом в ионах кобальта происходили электронные переходы, обеспечивающие изменение намагниченности доменов граната. Ученые оценили, что количество тепла, рассеиваемого при перемагничивании бита размером 20×20×10 нанометров, равно 22 аттоджоулям. Для сравнения, на запись/чтение одного бита в жестком диске уходит порядка 10-100 наноджоулей (в миллиард раз больше). Время записи и чтения одного бита составляло менее 20 пикосекунд, против 10 тысяч пикосекунд в технологии Flash-памяти (чтение). Для стирания данных использовалось внешнее магнитное поле. Кроме этого, была проверена устойчивость системы – на протяжении нескольких дней выполнялись циклы записи/чтения/стирания.
При этом, учёные говорят о возможности ещё увеличить скорость переключения намагниченности. За этот параметр отвечают анизотропия свойств материала – их неоднородность в разных направлениях. Физики утверждают, что усилить анизотропию в гранатах можно за счет внешних электрических полей. Это позволит добиться того, что переключение магнитных состояний будет происходить лишь при одновременном включении электрического поля и облучении светом. При этом ожидается, что количество рассеянного тепла станет еще меньше, чем в предложенной версии.
