Международная группа исследователей изучила изменение магнитной анизотропии в ферромагнетике под действием лазерных импульсов среднего инфракрасного диапазона. Оказалось, что такое электромагнитное излучение позволяло переключить магнитную анизотропию всего за несколько фемтосекунд. Результаты работы актуальны для создания новых методов сверхбыстрой магнитной записи. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.
«Влияние сверхбыстрого нагрева решетки после инфракрасного фотовозбуждения до сих пор широко исследовалось. Однако это первый раз, когда роль решеточных и электронных переходов в сверхбыстрой магнитной анизотропии четко разграничена на фемтосекундных временных масштабах», — говорят авторы.
Одна из важнейших задач современных информационных технологий — управление направлением намагниченности, которое меняет магнитные свойства кристалла (магнитная анизотропия). Современные жесткие диски и магнитные накопители большого объема требуют переключения направления намагниченности в течение наносекунд. Растущие потребности в увеличении скорости записи подтолкнули ученых к исследованиям оптических технологий с использованием фемтосекундных лазерных импульсов. Когда короткие и интенсивные лазерные импульсы ближнего инфракрасного диапазона поглощаются магнитами, происходит обмен энергией, который приводит к изменению магнитной анизотропии. Понимание этого процесса имеет решающее значение для реализации сверхбыстрой магнитной записи.
Международная команда ученых показала, что фотовозбуждение электронных и решеточных переходов в фемтосекундных временных масштабах приводят к совершенно разным изменениям магнитной анизотропии в ферромагнетике — редкоземельном ортоферрите (Sm0.7Er0.3FeO3). Этот материал демонстрирует изменения анизотропии при нагревании, происходящей из-за решеточных переходов. Теперь ученые показали, что воздействие инфракрасного лазерного излучения позволяет изменить магнитную анизотропию только за счет электронных переходов в течение десятков фемтосекунд. Это значительно быстрее, чем при нагревании.
Поскольку соединения переходных металлов, содержащие редкоземельные элементы, ― одни из наиболее используемых магнитов в современном мире, результаты работы могут быть актуальны для создания новых методов сверхбыстрой магнитной записи.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
