Los materiales magnéticos tienen una cuota de mercado mundial de unos 50.000 millones de dólares al año. Una nueva frontera en el estudio de estos materiales, femtomagnetismo, podría conducir a dispositivos de almacenamiento magnético ultrarrápidos que transformarían las tecnologías de procesamiento de información con dispositivos de almacenamiento varios órdenes de magnitud más rápido.

Ahora, Los investigadores informan de un método de sobremesa para caracterizar un almacenamiento magnético más rápido utilizando una generación de luz láser de alta armónica en películas delgadas de hierro. que los investigadores comparan con la generación de ondas sonoras al tocar las teclas de un piano.

Presentan su trabajo esta semana en la Reunión de marzo de la Sociedad Estadounidense de Física de 2019 en Boston, y uno de los investigadores también participará en una rueda de prensa describiendo el trabajo. La información para iniciar sesión para mirar y hacer preguntas de forma remota se incluye al final de este comunicado de prensa.

Si tocas un piano suavemente, el martillo del piano golpea una cuerda generando un sonido con una frecuencia fundamental particular, el investigador principal, Guoping Zhang, explicado, pero si golpeas mas fuerte la calidad del tono cambia de graves a agudos. "En la región de los graves, hay de 50 a 60 veces la frecuencia fundamental o de 50 a 60 armónicos, ", dijo." En nuestro trabajo, esencialmente hacemos lo mismo con la luz, convertir una sola frecuencia en muchas, muchos múltiplos de la frecuencia de la luz, o armónicos altos ".

"Hay muchos materiales no magnéticos que pueden producir altos armónicos, "dijo Zhang, quien es profesor de física en la Universidad Estatal de Indiana. "La importancia de nuestro trabajo es extender el concepto de altos armónicos a materiales magnéticos de importancia tecnológica".

El método mide cómo se mueven los electrones, o girar, bajo la influencia de un fuerte pulso láser en una escala de tiempo de una cuadrillonésima de segundo. Hay muchas formas de medir las propiedades magnéticas de una muestra, Zhang dijo:pero la mayoría carece de la capacidad para resolver los espines de la mecánica cuántica que están en el centro de la espintrónica.

"La novedad de nuestro método, que nunca se conoció antes, es que podemos detectar directamente la señal de giro, ", Dijo Zhang." Esta señal es crucial y está en el núcleo de la tecnología basada en espines ".

Y lo que es más, Zhang dijo:"Los investigadores a menudo confían en instalaciones muy grandes para realizar las mediciones necesarias. La generación de altos armónicos a partir de películas delgadas de Fe es un experimento de mesa; por lo tanto, es más accesible para muchos grupos".

"Nuestro trabajo se inspiró en varios trabajos pioneros antes que nosotros, ", Dijo Zhang. El primero es el femtomagnetismo donde un pulso láser ultrarrápido, en lugar de un campo magnético, se puede utilizar para desmagnetizar una muestra. El segundo es la investigación de alta generación de armónicos en otros materiales.

"Combinamos estos dos campos juntos, ", Dijo Zhang." En el futuro planeamos examinar materiales mucho más complicados pero tecnológicamente importantes con texturas de espín complicadas difíciles de investigar con otras técnicas ".

Zhang dice que el trabajo del grupo tiene la misma visión que la tecnología cuántica en su uso del espín de electrones para transportar información. pero es más práctico porque se origina a partir de ideas de almacenamiento magnético. "Nuestro trabajo actual proporcionará una forma de caracterizar estos bits cuánticos, " él dijo.