Comment les ondes magnétiques peuvent-elles agir dans les antiferromagnétiques et comment se répartissent-elles exactement ? Quel rôle jouent les « murs de domaine » dans le processus ? Et qu’est-ce que cela peut signifier pour les années futures d’espace de stockage de données ? Ces questions feraient l’objet d’une dernière publication dans le journal Lettres d’examen physiques réelles d’une équipe de recherche mondiale amenée par le physicien de Constance Dr . Davide Bossini. L’équipe examine les phénomènes magnétiques dans les antiferromagnétiques qui peuvent être induits par un signal laser ultrarapide (femtoseconde) et avec le potentiel de doter les composants de nouveaux avantages pour des applications d’espace de stockage de données ultrarapides et écoénergétiques.
Les besoins en capacité de stockage augmentent plus rapidement par rapport à l’infrastructure disponible
L’utilisation considérablement améliorée des grandes technologies de l’information et des services de données basés sur le cloud implique que la demande mondiale en matière de stockage de données est en constante expansion, ainsi que la nécessité d’un traitement de l’information toujours plus rapide. Dans le même temps, les technologies particulières actuellement disponibles ne pourront jamais suivre en permanence. “Les estimations déclarent que le besoin croissant ne pourra être satisfait que pour une durée limitée d’environ 10 ans, au cas où aucune nouvelle technologie plus efficace pour le stockage et la digestion de l’information ne pourrait être développée d’ici là”, déclare le physicien Dr Davide Bossini du Université associée à Constance et auteur direct de la recherche.
Une équipe de recherche de l’Université de Constance découvre des phénomènes magnétiques dans les antiferromagnétiques qui pourraient ouvrir la voie à la construction d’un stockage de données plus rapide et plus efficace. Pointage de crédit : Université de Constance
Pour éviter qu’un problème de données ne se produise, il suffit également de maintenir la construction de plus en plus de centres d’information, fonctionnant dans l’état actuel de l’art. Les technologies du futur doivent également être plus rapides et plus économes en énergie par rapport au stockage de masse traditionnel de l’information, basé sur des disques durs magnétiques. Une gamme de matériaux, les antiferromagnétiques, est un candidat prometteur pour le développement de la génération suivante de technologies de l’information.
Le cadre des antiferroaimants
Nous connaissons tous les aimants domestiques fabriqués à partir de métal ou d’autres matériaux ferromagnétiques. Ces composants ont des atomes qui sont tous focalisés magnétiquement dans le même chemin – comme de petites aiguilles d’une boussole – de sorte que la polarisation magnétique (magnétisation) se produit qui a un impact sur l’environnement environnant. Les antiferroaimants particuliers, en revanche, possèdent des atomes avec des moments magnétiques de commutation qui s’annuleront les uns les autres. Les antiferromagnétiques n’ont donc pas de magnétisation nette et donc aucun effet magnétique sur le milieu environnant.
À l’intérieur, cependant, ces types de corps antiferromagnétiques que l’on trouve généreusement dans la nature sont généralement divisés en de nombreuses zones de plus petite taille appelées noms de domaine, où les moments magnétiques focalisés de manière opposée sont généralement alignés dans différentes instructions. Les domaines sont généralement séparés les uns des autres par des emplacements de transition appelés « murs de domaine ». « Bien que ces zones de transition soient populaires dans les antiferroaimants, jusqu’à présent, l’influence des parois de domaine particulières sur les attributs magnétiques des antiferroaimants, en particulier pendant des incréments de temps incroyablement courts, était peu connue », déclare le Dr Bossini.
Phénomènes magnétiques femtosecondes
Dans le présent contenu, les chercheurs expliquent ce qui se passe lorsque des antiferromagnétiques (plus précisément : l’acide urique d’oxyde de nickel) sont exposés à des impulsions laser ultrarapides (femtosecondes). L’échelle femtoseconde particulière est vraiment courte, de sorte que la lumière ne peut déplacer qu’une très petite plage pendant cette période de temps. En un seul quadrillionième de seconde (une femtoseconde), la douceur parcourt un simple zéro. 3 micromètres – équivalent à la taille d’une petite bactérie.
L’équipe mondiale d’experts a montré que les parois de la zone jouent un rôle énergétique dans les puissantes propriétés de l’oxyde de nickel antiferromagnétique. Les expériences particulières ont révélé que des ondes magnétiques de différentes fréquences pourraient être provoquées, amplifiées et même les unes avec les autres dans divers domaines – mais uniquement dans l’existence d’un espace de paroi de domaine. “Nos observations montrent que l’existence omniprésente d’espace de paroi de domaine dans les antiferromagnétiques peut potentiellement être utilisée pour accorder à ces matériaux de nouvelles fonctionnalités à l’échelle ultrarapide”, explique Bossini.
Étapes essentielles vers un stockage de données plus efficace
La capacité de coupler diverses ondes magnétiques à travers les parois du domaine montre le potentiel de contrôler positivement la distribution des dunes magnétiques dans le temps et la zone ainsi que l’échange d’énergie entre les surfs individuels à la plage femtoseconde. Il s’agit d’une condition préalable à l’utilisation de ces matériaux pour votre stockage ultrarapide et le traitement de l’information.
De tels systèmes de stockage de données basés sur des antiferromagnétiques représenteraient plusieurs achats plus rapides et plus économes en énergie par rapport aux systèmes actuels. Ils pourront également faire leurs achats et traiter une plus grande quantité de données. Parce que les matériaux n’ont pas de magnétisation Internet, ils deviendraient moins vulnérables aux défaillances et aux ajustements externes. « Les futures technologies dépendant des antiferromagnétiques répondraient ainsi à toutes les spécifications de la prochaine génération associées aux technologies de stockage de données. Ils ont également le potentiel d’aider à suivre le rythme de la demande croissante de capacité de stockage et de digestion d’informations », conclut Bossini.
Référence : “Ultrafast Amplification and Nonlinear Magnetoelastic Coupling Associated with Coherent Magnon Settings in an Antiferromagnet” simplement par D. Bossini, Meters. Pancaldi, L. Soumah, M. Basini, Farrenheit. Mertens, M. Cinchetti, T. Satoh, U. Gomonay et H. Bonetti, 9 août 2021, Mots d’examen physique .
DOI : 10. 1103/PhysRevLett. 127. 077202
Points clés:
- Etude de la fonction de l’espace de paroi de domaine dans les propriétés dynamiques des aimants permanents des antiferroaimants à l’échelle de la période ultrarapide
- En présence de murs de sites Web et à l’aide d’un signal laser, des ondes magnétiques de différentes fréquences peuvent être provoquées, amplifiées et associées les unes aux autres dans divers domaines des matériaux oxyde de nickel
- La puissance active sur la propagation associée aux ondes magnétiques dans le temps et dans l’espace ainsi que le transfert d’énergie entre les ondes individuelles au sein des antiferromagnétiques est une étape encourageante vers l’utilisation des matériaux dans les technologies de stockage et de données à venir.
- Financement : German Study Foundation (DFG), Western Cooperation in Technology and Technology (COST), Knut and Alice Wallenberg Foundation, Swedish Research Council (VR), European Research Authorities (ERC) et Nationwide Science Foundation (NSF).
