研究人员发现了一种用激光超短脉冲快速改变镍铁薄膜中原子磁性取向的方法。这项发现可能被用在新一代的硬盘上(硬盘利用磁性取向存储信息)。
当物体内原子的磁化都指向同一个方向时,它就具有了磁性。一种改变局部磁化方向来存储信息的方法是,用小线圈通电流产生一个局部磁场。但电流有些迟缓,因此使原子开始运动将花一些时间。布朗大学物理学家Arto Nurmikko说:“我们想,用光的短脉冲也许可以绕开这个问题。”
他们的办法是,制造一种材料,用激光很短地使该材料的原子摆脱束缚,并用外场迅速反转原子的极化方向。他们用的是底部为镍铁膜、上部为氧化镍膜组成的材料。镍铁是铁磁体,外磁场可以使其中的原子磁化方向一致。氧化镍是反铁磁体,各毗邻层的原子极化方向相反。这两层材料在界面的相互作用产生了一个内部磁场,内场使镍铁层的所有原子极化方向一致。因为氧化镍是透明的,研究人员可用仅万亿分之一秒(1飞秒)的激光脉冲照射到镍铁层的顶部,使铁镍层的原子摆脱内场的束缚。同时,用一个外加磁场来反转这个铁磁层内原子的极化方向。磁性极化方向的改变仅用了百亿分之一秒的时间,比常规的硬盘所需的时间要快10倍以上。
亚拉巴马州大学的物理学家William Doyle说:“这是一个非常巧妙的实验。”但存储工程师Marcos Lederman认为这个方法能否用在计算机上还不好说。他说,激光的使用和材料的复杂性可能会使这一技术的应用非常昂贵,从而变得不可行。