Лазерные импульсы могут сделать компьютерную память более чем в 1000 раз быстрее

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego) опубликовали в журнале Nature Communications результаты, свидетельствующие о возможном прорыве в скорости хранения данных. Тщательно формируя и уменьшая луч ультракороткого лазера, команда показала, что можно переключать магнитные состояния, лежащие в основе записи цифровых данных на устройствах хранения. Эта методика, известная как оптическое переключение, может работать более чем в 1000 раз быстрее традиционного подхода, используемого сегодня в жёстких дисках и других системах хранения, который основан на внешних магнитных полях для изменения ориентации крошечных магнитных областей в материале записи.

Команда UC San Diego преодолела два давних препятствия, которые сдерживали развитие этого метода. Более ранние эксперименты удавались только с магнитными структурами, содержащими три или менее магнитных слоя, и требовали света определённой поляризации. Спроектировав форму и размер луча, исследователи продемонстрировали оптическое переключение в более толстой структуре — девяти чередующихся слоях платины и кобальта — без необходимости в определённой поляризации. Меньший, более точно сформированный луч также открывает путь к более плотному хранению данных, поскольку может воздействовать на меньшие магнитные области.

Ведущий автор исследования Абдулайе Ндао, профессор факультета электротехники и компьютерной инженерии, работал совместно с Эриком Фуллертоном, специалистом по тонкоплёночным магнитным материалам, также из UC San Diego. Первый автор работы, аспирант Мухаммад Валид Халид, отметил, что команда потратила немало усилий на проверку этих необычных результатов, прежде чем их приняло научное сообщество в целом. Остаются и трудности: специализированные ультракороткие лазеры, которые используются в методе, пока нелегко интегрировать в компьютерные чипы. Команда работает над дальнейшим уменьшением луча — с целью добиться нескольких сотен нанометров — как шаг к практичным устройствам памяти следующего поколения.