Gambar 1. Ilustrasi skema switching feromagnet ultra cepat dan hemat energi yang dipandu oleh pulsa laser femtosecond tunggal. Pulsa laser mendemagnetisasi lapisan feromagnetik dan menghasilkan arus spin, yang bergerak melalui nonmagnet dan pada akhirnya menginduksi peralihan feromagnet. Gambar di bawah ini menunjukkan mikrograf magneto-optik Kerr yang menunjukkan perpindahan lapisan feromagnetik. Kredit: Shunsuke Fukami dan Stéphane Mangin
Data digital yang dihasilkan di seluruh dunia setiap tahun kini dihitung dalam zettabytes, atau triliunan miliar byte – setara dengan transmisi data untuk ratusan juta buku setiap detik. Jumlah data yang dihasilkan terus bertambah. Jika teknologi yang ada tetap konstan, semua konsumsi listrik global saat ini akan digunakan untuk penyimpanan data pada tahun 2040.
Para peneliti dari Universitas Lorraine di Prancis dan Universitas Tohoku telah melaporkan tentang teknologi inovatif yang mengarah pada pengurangan drastis energi untuk penyimpanan data.
Teknologi mapan menggunakan pulsa laser ultra cepat yang durasinya hanya 30 femto detik – sama dengan 0,0000000000000003 detik. Pulsa laser diterapkan pada heterostruktur yang terdiri dari GdFeCo feromagnetik, Cu non-magnetik dan lapisan feromagnetik Co / Pt.
“Penelitian sebelumnya, yang dilakukan oleh subkelompok dari kelompok penelitian saat ini, telah mengamati peralihan magnetik lapisan feromagnetik setelah lapisan feromagnetik diubah.” Kali ini, para peneliti menemukan mekanisme di balik fenomena khusus ini dan menemukan bahwa aliran spin elektron, yang disebut arus spin, yang menyertai pengalihan ferrimagnetik GeFeCo, memainkan peran penting dalam mendorong pengalihan Co / Feromagnetik Pt (Gambar 1).
Berdasarkan intuisi ini, mereka mendemonstrasikan peralihan feromagnet yang jauh lebih cepat dan lebih hemat energi. Ini dipandu oleh pulsa laser tunggal tanpa mengubah lapisan feromagnetik. “Ini adalah kabar baik untuk aplikasi penyimpanan data di masa mendatang karena teknologi ini dapat memberikan skema yang efisien untuk menulis informasi digital ke media magnet, yang saat ini didasarkan pada peralihan yang diinduksi medan magnet,” katanya. Shunsuke Fukami, salah satu penulis pembelajaran.
Referensi: “Kontrol hemat energi dari arus putaran ultra cepat untuk menginduksi peralihan pulsa femtosekon tunggal oleh feromagnet” oleh Quentin Remy, Junta Igarashi, Satoshi Iihama, Grégory Malinowski, Michel Hehn, Jon Gorchon, Julius Hohlfeld, Shunsuke Fuk, Hideo Ohno dan Stéphane Mangin, 15 Oktober 2020, Ilmu Pengetahuan Lanjut.
DOI: 10.1002 / advs.202001996
Kemitraan antara Universitas Lorraine dan Universitas Tohoku sebagian besar didorong oleh pertukaran mahasiswa pascasarjana dan doktoral antara kedua universitas. Lebih dari selusin pertukaran dari kedua belah pihak telah dilakukan selama beberapa bulan. Kemitraan ini didukung oleh Presiden Hideo Ohno dan Pierre Mutzenhardt, yang menandatangani perjanjian konsorsium pada 2019 selama World Material Forum.
Pendanaan: University of Excellence Lorraine, Institut Carnot, Lorraine dan Massif Vosges Program Penelitian Bersama Bilateral, JSPS KAKENHI, Tohoku University-University of Lorraine