Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали способ переключать магнитное состояние более толстых материалов с помощью света. Для этого они изменили форму и уменьшили размер импульса сверхбыстрого лазера, что позволило работать со структурой из девяти чередующихся слоёв платины и кобальта.
Результаты исследования опубликованы 15 сентября 2026 года в журнале Nature Communications. Как сообщает SciTechDaily, оптическое переключение может выполняться более чем в 1000 раз быстрее методов, использующих внешнее магнитное поле. Такой подход рассматривается как возможная основа для более быстрых и компактных систем хранения данных.
В жёстких дисках фотографии, документы и видео представлены последовательностями нулей и единиц, записанных в виде небольших магнитных областей. Обычно для изменения их состояния требуется внешнее магнитное поле, что расходует значительное количество энергии и ограничивает скорость записи. Световые импульсы способны передавать энергию за чрезвычайно короткое время и концентрировать её на малой площади.
Ранее эксперименты показывали, что при увеличении магнитной структуры более чем до трёх слоёв оптическое переключение подавлялось. Кроме того, для процесса требовалась определённая поляризация света — ориентация его электрического поля. Новая технология позволила обойти оба ограничения и выполнить переключение в девятислойной конструкции без заданной поляризации.
Процесс развивается в несколько этапов. Первые лазерные импульсы нагревают небольшой участок и меняют его магнитное состояние, а последующие постепенно расширяют перевёрнутую область, пока она не становится устойчивой. По словам первого автора работы, аспиранта Мухаммада Валида Халида, специальный лазер позволил задать лучу нужные форму и размер, благодаря чему исследователи смогли изучить физические явления, недоступные при использовании обычных лазерных пучков.
Размер сформированного луча оказался примерно на десятки порядков меньше, чем у применявшихся ранее пучков, а уменьшение области воздействия может повысить плотность оптической памяти. Учёные также проверяли воспроизводимость эффекта, поскольку сначала он казался необычным и требовал многократного повторения экспериментов. Сейчас команда изучает оптические структуры, способные сжимать свет до нескольких сотен нанометров, однако использованный сверхбыстрый лазер пока нельзя легко встроить в компьютерные микросхемы.