Спиновая динамика и устройства хранения данных

Спиновая динамика и устройства хранения данных

Чтобы получить возможность повышать скорость и уменьшать габариты устройств хранения данных, необходимо контролировать силу, создающую электроны. Согласно результатам исследования, опубликованным «EPJ B», удалось разработать новую теорию прогнозирования сложной динамики спиновой процессии в материалах. Преимущество подхода заключается в его прогностическом характере.

Совершенствование устройств хранения данных

Устройства хранения данных пока что совершенствуются не так быстро, как этого желает научный мир. Действительно скоростные, компактные запоминающие устройства обещают стать реальностью, когда физики смогут точно управлять спинами электронов.

Управление спинами традиционно осуществляется посредством ультракоротких лазерных импульсов. Однако совершенствование устройств хранения за счёт модернизации управления спином прежде требует новых способов управления силами, воздействующими электронные спины.

И вот, разработана новая теория для прогнозирования сложной динамики спиновой обработки под воздействием ультракоротких лазерных импульсов.


Преимущество такого подхода, учитывающего влияние внутренних сил ротации спина, заключается в том, что этот подход является прогнозирующим.

Новое исследование на движение электронов

Благодаря новому исследованию, учёные изучили влияние от воздействия ультракороткими лазерными импульсами (менее 100 фемтосекунд) на движение электронов внутри объемных материалов:

  • кобальта,
  • никеля,
  • комбинации этих металлов с платиной.

Эти металлы традиционно используются в устройствах спинтроники — электронных модулях, где востребована дополнительная степень свободы электронных спинов.

В отличие от предыдущих исследований, где магнитный момент выравнивался с внутренними полями его генерирующими, текущий подход основан на теории неприсоединения для создания теоретического описания.

В результате учитывается вклад спиновой ротации  в спиновую динамику. Это делает метод применимым к более широкому набору магнитных материалов, чем охватывали предыдущие методы.

Авторы исследования считают, что внутренние силы ротации спина вносят значительный вклад в спиновую динамику, когда налицо изменения в разных направлениях энергии. При этом силы магнитной энергии или магнитной анизотропии малы.

Этот фактор напрямую относится к материалам, которые рассматриваются, как выражено симметричные. Например, объемные металлы, обладающие кубической структурой. Когда такая энергия магнитной анизотропии увеличивается, эффект ротации спина слишком мал.

Поэтому значительная прецессия спинов под воздействием импульсов ниже 100 фемтосекунд не наблюдается. Кроме того, спиновая динамика, вызванная внутренней ротацией спина, отличается медленным характером.

Это относится к сравнению с другим спиновым явлением — межцепочечным переносом спина между электронами и спин-флипсами, опосредованным спин-орбитой.


На основе информации: Springer


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *