Международный коллектив ученых, в том числе специалисты из России, сумел переключить полюсы магнита при помощи лазера. Об этом пишет проект «Чердак» со ссылкой на статью в журнале Nature Communications.
Метод открывает новые возможности для радикального усовершенствования компьютерных жестких дисков, так как позволяет управлять полюсами без нагревания.
Идея переключать полярность магнитов с помощью света была реализована еще в 2007-м голландскими учеными. Было установлено, что локальное нагревание лазерным лучом позволяет поменять полюсы микроскопических магнитов. Магнетизм — явление, вызываемое упорядоченностью магнитных моментов отдельных атомов. Квантовая механика объясняет магнетизм существованием орбитального момента и спина у электронов и их взаимодействием — так называемым обменным взаимодействием, которое как раз и приводит к упорядочению. Управляя обменным взаимодействием и, соответственно, спинами электронов, можно изменять магнитные свойства вещества.
Авторы нового исследования работали с магнитными материалами — оксидами железа и ферритами. Ученым удалось показать, что свет лазера определенной волны так возбуждает в них электроны, что обращает их полярность. Таким образом ученым удалось с помощью света напрямую переключить спины электронов.
«Мы проводили эксперименты в оксидах железа, в частности в гематите. Кристаллическая структура гематита является хорошей системой для изучения механизма явления, так как ионы железа хорошо отделены друг от друга ионами кислорода. Обменное взаимодействие все же происходит между ионами железа, так как они взаимодействуют через атомы кислорода. Возбуждая электроны кислорода световым импульсом, мы можем влиять на обменное взаимодействие между спинами железа и обращать их полярность», — рассказал руководитель работы Алексей Кимель. Его слова цитирует портал STRF.
Эффект переключения полюсов магнита без теплового эффекта позволит радикально изменить принципы хранения данных: сейчас на охлаждение серверов тратятся огромные деньги.
