Прорыв в области эффективных и высокоскоростных устройств спинтроники
Для обмена информацией в режиме реального времени требуются сложные сети систем. Многообещающий подход к ускорению устройств хранения данных состоит в переключении намагниченности или спина электронов магнитных материалов с помощью ультракоротких фемтосекундных лазерных импульсов. Но то, как спин развивается в наномире за чрезвычайно короткие промежутки времени, за одну миллионную от одной миллиардной доли секунды, остается в значительной степени загадкой. Группа профессора Франсуа Легаре из Национального института научных исследований (INRS) совершила крупный прорыв в этой области в сотрудничестве с Техническим университетом Вены, Австрия, Французским национальным синхротронным центром (SOLEIL) и другими международными партнерами. Их работа была опубликована в журнале Optica.
Сверхбыстрое магнитное рассеяние на ферримагнетиках благодаря яркому источнику мягкого рентгеновского излучения на основе иттербия. Предоставлено: Ella Maru Studio (Группа CNW/Национальный институт научных исследований (INRS))
До сих пор исследования по этому вопросу в значительной степени опирались на большие рентгеновские установки с ограниченным доступом, такие как лазеры на свободных электронах и синхротроны. Команда впервые демонстрирует настольный сверхбыстрый мягкий рентгеновский микроскоп для пространственно-временного разрешения спиновой динамики внутри редкоземельных материалов, которые перспективны для устройств спинтроники.
Этот новый источник мягкого рентгеновского излучения на основе высокоэнергетического иттербиевого лазера представляет собой важный шаг вперед в изучении будущих энергоэффективных и высокоскоростных устройств спинтроники и может быть использован во многих приложениях в физике, химии и биологии.
«Наш подход обеспечивает надежное, экономически эффективное и энергоэффективное элегантное решение для многих лабораторий. Он позволяет изучать сверхбыструю динамику в наноразмерных и мезомасштабных структурах как с нанометровым пространственным, так и с фемтосекундным временным разрешением, а также со специфичностью элемента». говорит профессор Андрюс Балтуска из Технического университета Вены.
Яркие рентгеновские импульсы для наблюдения за вращением
С помощью этого яркого источника рентгеновских фотонов была записана серия моментальных снимков наноразмерных магнитных структур редкоземельных элементов. Они ясно показывают быстрый процесс размагничивания, а результаты дают богатую информацию о магнитных свойствах, которые столь же точны, как и те, которые получены с помощью крупномасштабных рентгеновских установок.
«Разработка сверхбыстрых настольных источников рентгеновского излучения представляет интерес для передовых технологических приложений и современных областей науки. Мы в восторге от наших результатов, которые могут быть полезны для будущих исследований в области спинтроники , а также в других потенциальных областях», — говорится в сообщении INRS. постдокторант, д-р Гуанъюй Фань.
«Редкоземельные системы пользуются популярностью в сообществе из-за их нанометрового размера, более высокой скорости и топологически защищенной стабильности. Источник рентгеновского излучения очень привлекателен для многих исследований будущих спинтронных устройств, состоящих из редкоземельных элементов», — говорит Николя Жауэн, старший научный сотрудник. на французской национальной синхротронной установке.
Профессор Легаре подчеркивает совместную работу экспертов в области разработки современных источников света и сверхбыстрой динамики магнитных материалов на наноуровне. «Учитывая быстрое появление технологии мощных иттербиевых лазеров, эта работа представляет собой огромный потенциал для высокопроизводительных источников мягкого рентгеновского излучения. Это новое поколение лазеров, которое скоро будет доступно в Advanced Laser Light Source (ALLS), будет имеют много будущих применений в областях физики, химии и даже биологии», — говорит он.
