సన్నని ఇనుము ఫిల్మ్‌లలో లేజర్‌-ప్రేరిత డీమ్యాగ్నెటైజేషన్ మరింత బలంగా కనిపించింది

అత్యంత సన్నని ఇనుము లేజర్‌ పల్స్‌లకు మరింత బలంగా స్పందిస్తుంది

University of Duisburg-Essen మరియు Helmholtz-Zentrum Berlin పరిశోధకులు, ఇనుము ఫిల్మ్‌ మందాన్ని తగ్గించడం వల్ల లేజర్‌ ఉత్తేజన తర్వాత అయస్కాంత క్రమం అత్యంత వేగంగా కోల్పోవడం గణనీయంగా పెరగవచ్చని కనుగొన్నారు. ఈ పని అల్ట్రాఫాస్ట్ డీమ్యాగ్నెటైజేషన్ అనే ప్రక్రియను పరిశీలిస్తుంది. ఇందులో ఒక చిన్న లేజర్‌ పల్స్‌ అత్యంత తక్కువ కాలవ్యవధిలో పదార్థం యొక్క అయస్కాంతత్వాన్ని భంగపరుస్తుంది.

అయస్కాంత పదార్థాలు హార్డ్-డిస్క్ నిల్వకు కేంద్రంగా ఉండటం వల్ల ఈ ఫలితం ప్రాధాన్యమైనది. ఆ వ్యవస్థల్లో సమాచారం సూక్ష్మ అయస్కాంత ప్రాంతాల దిశ ద్వారా ప్రతిబింబిస్తుంది. కాంతి ఆధారిత విధానాలు భవిష్యత్తులో అయస్కాంత స్థితులను మరింత వేగంగా నియంత్రించడంలో సహాయపడతాయా అని పరిశోధకులు పరిశీలిస్తున్నారు; ఇనుము ఎలా స్పందిస్తుందో నిర్ణయించడంలో ఫిల్మ్‌ మందం ప్రధాన అంశమని ఈ కొత్త అధ్యయనం చూపించింది.

అత్యంత సన్నని ఫిల్మ్‌లలో 75% బలమైన ప్రభావం

లేజర్‌ ఉత్తేజన తీవ్రతను ఒకేలా ఉంచి, బృందం వివిధ మందాల ఇనుము పొరలను పోల్చింది. 2 నానోమీటర్ల మందంలో, 16 నానోమీటర్ల పొరతో పోలిస్తే ఇనుము సుమారు 75% బలమైన డీమ్యాగ్నెటైజేషన్‌ను చూపించింది.

రెండు నానోమీటర్లు ఒక మిల్లీమీటర్‌లో రెండు మిలియన్లలో ఒక వంతు. అందువల్ల, పదార్థంలో ఇంటర్‌ఫేస్‌లు చాలా పెద్ద భాగాన్ని ఆక్రమించే స్థాయిలో ప్రవర్తనను కొలిచిన ఫలితమిది. పరిశోధకులు తమ ఫలితాలను Advanced Scienceలో నివేదించారు; ప్రతిస్పందనను పరిశీలించడానికి అల్ట్రాఫాస్ట్ ఎలక్ట్రాన్ డిఫ్రాక్షన్‌ను ఉపయోగించారు.

ఈ ప్రభావాన్ని కేవలం సన్నని ఫిల్మ్ కాంతిని భిన్నంగా శోషించడానికీ, అణు జాలక కంపనాల్లోని తేడాలకీ ఆపాదించలేము. బదులుగా, ఈ మార్పు పదార్థం యొక్క స్వంత అయస్కాంత లక్షణాలకు సంబంధించినదని పరిశోధకులు నిర్ధారించారు.

ఇంటర్‌ఫేస్‌లు ఎందుకు ముఖ్యమైనవి

ఇనుము అయస్కాంతత్వం ఎలక్ట్రాన్ స్పిన్‌లపై ఆధారపడి ఉంటుంది: పదార్థానికి అయస్కాంత క్రమాన్ని ఇచ్చే సామూహిక సమలేఖనం ఇది. చాలా సన్నని ఫిల్మ్‌లో, ఆ స్పిన్‌లలో ఎక్కువ భాగం పదార్థం లోతులో కాకుండా ఇంటర్‌ఫేస్‌లకు సమీపంలో ఉంటాయి.

ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద, ఒక స్పిన్‌కు అయస్కాంతంగా పరస్పర చర్య చేయగల పొరుగు స్పిన్‌లు తక్కువగా ఉంటాయి. ఈ తగ్గిన స్థానిక వాతావరణం సామూహిక క్రమాన్ని లేజర్‌ పల్స్‌ భంగపరచడాన్ని సులభతరం చేస్తుంది. సన్నని ఫిల్మ్‌లలో ఇంటర్‌ఫేస్‌కు సంబంధించిన స్పిన్‌ల నిష్పత్తి పెరిగే కొద్దీ, మొత్తం అయస్కాంత ప్రతిస్పందన భంగానికి మరింత లోనవుతుంది.

ఫిల్మ్‌ మందం అల్ట్రాఫాస్ట్ డీమ్యాగ్నెటైజేషన్‌ను ప్రభావితం చేయవచ్చని పరిశోధకులు గతంలోనే అనుమానించారు. గమనించిన తేడా పరిమాణంతో పాటు దాని అంతర్లీన వివరణను కూడా ఈ కొత్త పని స్పష్టం చేస్తోంది: అల్ట్రాథిన్ పొరల్లో స్పిన్‌ల మారిన అయస్కాంత వాతావరణంతో బలమైన ప్రతిస్పందన అనుసంధానమై ఉంది.

ఈ ఫలితం ఏమి నిర్ధారిస్తుంది—ఏమి నిర్ధారించదు

ఈ అధ్యయనం కొత్త వాణిజ్య నిల్వ పరికరాన్ని వివరించదు; సన్నని ఫిల్మ్‌లు మాత్రమే పూర్తిస్థాయి అల్ట్రాఫాస్ట్ మెమరీ సాంకేతికతను అందిస్తాయని కూడా చూపించదు. పరీక్షించిన ఆప్టికల్ ఉత్తేజనలో ఇనుము పొరలు ఎలా స్పందిస్తాయనే విషయంపై ఇది పదార్థ-స్థాయి నిర్ధారణను అందిస్తుంది.

ఈ తేడా ముఖ్యమైనది. నియంత్రిత ప్రయోగం నుంచి ఆచరణాత్మక అయస్కాంత నిల్వకు వెళ్లాలంటే పరికర నిర్మాణాలు, రాయడం మరియు చదవడం పద్ధతులు, స్థిరత్వం, శక్తి వినియోగం, ప్రస్తుత సాంకేతికతలతో ఏకీకరణపై అదనపు పని అవసరం. అయినప్పటికీ, వేగవంతమైన ఆప్టికల్ నియంత్రణ కోసం అయస్కాంత నిర్మాణాలను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు పరిగణించాల్సిన స్పష్టమైన చరాన్ని ఈ ఫలితం అందిస్తుంది.

బృందం కోసం ప్రధాన పాఠం సూటిగా ఉంది: పేర్కొన్న లేజర్‌ ఉత్తేజన తీవ్రతను పెంచకుండానే ఇనుము పొరను చిన్నదిగా చేయడం ద్వారా లేజర్‌-ప్రేరిత డీమ్యాగ్నెటైజేషన్‌ను గణనీయంగా మరింత ప్రభావవంతం చేయవచ్చు. అధిక శక్తి గల ఆప్టికల్ పల్స్‌లపై మాత్రమే ఆధారపడకుండా, నానోస్థాయి నిర్మాణం ద్వారా అయస్కాంత ప్రతిస్పందనలను సర్దుబాటు చేయాలనుకునే ఇంజినీర్లకు ఈ సంబంధం ఉపయోగకరంగా ఉండవచ్చు.

వేగవంతమైన అయస్కాంత నియంత్రణ వైపు ఒక మార్గం

ఆధునిక డేటా మౌలిక సదుపాయాలు అపారమైన నిల్వ సమాచారంపై ఆధారపడి ఉన్నాయి; పెద్ద డేటా కేంద్రాల్లో అయస్కాంత నిల్వ ఇప్పటికీ ముఖ్యమైనది. సంప్రదాయ విధానాలకు సంబంధించిన కాల పరిమాణాలకంటే తక్కువ సమయంలో అయస్కాంత క్రమాన్ని మార్చగల అవకాశమే అల్ట్రాఫాస్ట్ మాగ్నెటిజంపై పరిశోధనకు ప్రేరణగా ఉంది.

ఈ ప్రయత్నంలో నానోస్థాయి ఇంజినీరింగ్ ఎందుకు ముఖ్యమవుతుందో ఈ ఫలితాలు భౌతిక కారణాన్ని అందిస్తున్నాయి. మందాన్ని మార్చడం ద్వారా పరిశోధకులు అంతర్గత స్పిన్‌లు మరియు ఇంటర్‌ఫేస్ స్పిన్‌ల మధ్య సమతుల్యతను కూడా మార్చుతున్నారు. ఈ ప్రయోగంలో, ఆ మార్పు లేజర్‌ పల్స్‌ ప్రేరేపించే అయస్కాంత క్రమ నష్టానికి ఇనుమును మరింత సున్నితంగా చేసింది.

ఈ ప్రభావం పదార్థాలు, ఇంటర్‌ఫేస్‌లు, పరికరాలకు అనుకూలమైన నిర్మాణాలన్నింటిలో ఎంత విస్తృతంగా వర్తిస్తుందో తెలుసుకోవడానికి భవిష్యత్తు అధ్యయనాలు అవసరం. అయినప్పటికీ, ఇనుము ఫిల్మ్‌లలోని ఈ పరిశీలన ఒక స్పష్టమైన ప్రమాణాన్ని అందిస్తుంది: పరీక్షించిన అతి తక్కువ మందంలో, అదే ఉత్తేజన పరిస్థితుల్లో డీమ్యాగ్నెటైజేషన్ ప్రతిస్పందన మందమైన పోలిక పొర కంటే సుమారు మూడు వంతులు బలంగా ఉంది.

ఈ కథనం Phys.org నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. అసలు కథనాన్ని చదవండి.