Anisotropia magnetica utilizzata per l'archiviazione dei dati robusta e ad alte prestazioni

7 ore fa p Luke James Gli ultimi dischi rigidi magnetici di oggi sono realizzati con film sottili magnetici, che sono materiali invar (una lega di nichel-ferro nota per il suo basso coefficiente di espansione termica con variazioni di temperatura). Questi film sottili consentono un'altissima densità di archiviazione dei dati attraverso il riscaldamento locale di nano-domini ultra-piccoli mediante un laser. Questo è noto come registrazione magnetica assistita da calore o HAMR.
Oltre a una lega di nichel-ferro, un altro materiale tecnologicamente rilevante per le memorie di dati HAMR sono pellicole sottili di nanograine ferro-platino. Ora, per la prima volta nella ricerca pubblicata su Science Advances, un team congiunto guidato dal professor Matias Bargheer dell'Università di Potsdam afferma di aver osservato come una speciale interazione spin-reticolo in questi film sottili annulli l'espansione termica del reticolo cristallino. In effetti, è stato questo reticolo cristallino che il team di Bargheer ha deciso di indagare.
In questa ricerca, i campioni sono stati riscaldati localmente ed "eccitati" da due impulsi laser in rapida successione. I campioni sono stati quindi misurati mediante diffrazione di raggi X per capire con che intensità il reticolo cristallino si espande o si contrae localmente. "Siamo rimasti sorpresi di scoprire che gli strati cristallini continui si espandono quando riscaldati brevemente con la luce laser, mentre i nanograini disposti in modo lasco si contraggono nello stesso orientamento di cristallo", spiega Bargheer.
"Le memorie di dati HAMR, d'altra parte, il cui nano- i grani sono incorporati in una matrice di carbonio e cresciuti su un substrato reagiscono molto più deboli all'eccitazione laser: prima si contraggono leggermente e poi si espandono leggermente ". "Attraverso questi esperimenti con impulsi a raggi X ultracorti, siamo stati in grado di determinare quanto sia importante la morfologia di tali film sottili", afferma Alexander von Reppert, primo autore dello studio e dottorando nel gruppo di Bargheer. Il segreto, secondo i ricercatori, è la contrazione trasversale, nota anche come "effetto Poisson".
Reppert usa l'esempio di premere saldamente su una gomma per illustrare come funziona. La gomma diventa più spessa nel mezzo e anche le nanoparticelle possono farlo, mentre nel film perfetto non c'è spazio per l'espansione nel piano, che dovrebbe andare con la contrazione guidata dallo spin perpendicolare al film. Questo rende il ferro-platino, incorporato in una matrice di cartone, un materiale speciale. Non solo possiede proprietà magnetiche molto robuste, ma le sue proprietà termomeccaniche impediscono anche la creazione di una tensione eccessiva quando riscaldato, il che è importante per HAMR perché il materiale altrimenti sarebbe distrutto ..