Đột phá mới: Ghi dữ liệu từ bằng... xung nhiệt

Một đội khoa học quốc tế vừa chứng minh một phương pháp ghi dữ liệu từ mới mang tính cách mạng sẽ cho phép thông tin được xử lí nhanh gấp hàng trăm lần so với công nghệ đĩa cứng hiện nay.

Các nhà nghiên cứu tìm thấy họ có thể ghi thông tin mà chỉ cần sử dụng nhiệt – một kịch bản trước đây không thể tưởng tượng nổi. Họ tin rằng khám phá này không những làm cho các dụng cụ ghi từ trong tương lai hoạt động nhanh hơn, mà còn hiệu quả năng lượng hơn nữa.

Hình ảnh thực nghiệm cho thấy sự chuyển mạch lặp lại của các đảo nano. Ban đầu, hai đảo nano có định hướng từ khác nhau (tương ứng với màu đen và trắng). Sau khi tác dụng một xung nhiệt, định hướng từ của cả hai đảo đều thay đổi. Những xung sau đó lặp lại quá trình, chuyển mạch trạng thái từ tới lui. Ảnh: Johan Mentink, Alexey Kimel; Richard Evans

Nghiên cứu được thực hiện tại Khoa Vật lí, trường Đại học York ở Anh, và được công bố trên số ra tháng 2 của tạp chí Nature Communications.

Nhà vật lí Thomas Ostler tại York cho biết: “Thay vì sử dụng từ trường để ghi thông tin trên một môi trường từ tính, chúng tôi khai thác những lực nội tại mạnh hơn nhiều và ghi thông tin mà chỉ sử dụng nhiệt. Phương pháp mang tính cách mạng này cho phép ghi hàng terabyte (hàng nghìn gigabyte) thông tin trong mỗi giây, nhanh gấp hàng trăm lần công nghệ đĩa cứng hiện nay. Vì không cần sử dụng từ trường, nên phương pháp này cũng tiêu hao năng lượng ít hơn.”

Minh họa sự chuyển mạch từ cảm ứng nhiệt cực nhanh. Trước xung laser, hai thành phần của vật liệu sắt từ Fe (màu xanh) và Gd (màu đỏ) đối song với nhau. Xung laser kéo dài 60 femto giây làm vật liệu nóng lên và gây cảm ứng một trạng thái sắt từ nhất thời, trong đó các moment Fe và Gd sắp song song nhau. Sau xung laser, các moment trở lại trạng thái bình thường của chúng, hoàn tất một sự kiện chuyển mạch trong thời gian chưa tới 5 pico giây. Ảnh: Richard Evans

Tiến sĩ Alexey Kimel ở Viện Phân tử và Vật liệu, Đại học Nijmegen, nói: “Trong hàng thế kỉ qua, người ta tin rằng nhiệt chỉ có thể phá hỏng trật tự từ. Nay chúng tôi đã chứng minh thành công rằng trên thực tế nó có thể là một kích thích hiệu quả để ghi thông tin trên một môi trường từ tính.”

Công nghệ ghi dữ liệu từ hiện đại khai thác nguyên lí là cực bắc của nam châm bị hút bởi cực nam của một nam châm khác và hai cực giống nhau thì đẩy nhau. Từ trước đến nay, người ta tin rằng để ghi một bit thông tin – bằng cách đảo cực của một nam châm – cần phải tác dụng một từ trường ngoài. Từ trường ngoài càng mạnh thì tốc độ ghi bit từ thông tin càng nhanh.

Tuy nhiên, đội khoa học York đã chứng minh rằng vị trí của cực bắc lẫn cực nam của một nam châm có thể đảo bởi một xung nhiệt cực ngắn, khai thác năng lượng của những lực nội tại mạnh hơn nhiều của các môi trường từ tính.

Tham khảo: http://dx.doi.org/ … ms1666

Hoài Ân – thuvienvatly.com
Theo Đại học York