El rendimiento de los dispositivos de memoria y almacenamiento magnético depende de la dinámica de magnetización de los elementos magnéticos a escala nanométrica llamados nanoimanes. Investigadores de UC Santa Cruz han desarrollado una nueva técnica óptica que permite el análisis eficiente de nanoimanes individuales tan pequeños como 75 nanómetros de diámetro. permitiéndoles extraer información crítica para optimizar el rendimiento del dispositivo.

"Es un método mucho más eficiente para obtener parámetros críticos del dispositivo para la memoria magnética y otras aplicaciones, "dijo el ingeniero eléctrico Holger Schmidt, el Profesor Kapany de Optoelectrónica en UC Santa Cruz.

Schmidt y el primer autor Wei-Gang Yang, un investigador postdoctoral en su laboratorio, informaron sus resultados en un artículo publicado en Letras de física aplicada como artículo de portada del número del 26 de mayo.

La técnica óptica tradicional que el laboratorio de Schmidt ha empleado para estudiar estos materiales utiliza un pulso de láser corto para sacar al nanomaimán de su estado de equilibrio. lo que permite a los investigadores extraer información sobre las propiedades del imán a medida que regresa a su estado normal. Con nanoimanes más pequeños, sin embargo, este enfoque se vuelve muy ineficaz a medida que la señal óptica se reduce y es más difícil de captar.

En el nuevo enfoque, en lugar de excitar directamente el nanomagnet, el pulso láser brilla en una serie de pequeñas barras que forman una rejilla, haciendo que vibren y generen ondas en el material llamadas ondas acústicas de superficie. Al diseñar rejillas con barras curvas, Yang y Schmidt pudieron enfocar la energía vibratoria de las ondas para converger en la ubicación del nanomaimán. Las ondas acústicas de la superficie provocan oscilaciones magnéticas en el nanomaimán a la misma frecuencia que las ondas.

"Con la misma potencia láser, ahora podemos obtener diez veces más señal, permitiéndonos ver nanoimanes mucho más pequeños, ", Dijo Schmidt." Pudimos bajar a 75 nanómetros, lo cual es mucho más relevante para la escala de nanoimanes que se utilizan en los dispositivos ".

Los investigadores también desarrollaron un diseño de rejilla que genera ondas en cuatro direcciones diferentes y en diferentes frecuencias a partir de un solo pulso óptico. permitiéndoles excitar la dinámica de magnetización de cuatro nanoimanes individuales a diferentes frecuencias, que van de 7 a 10 gigahercios. Los osciladores nanomagnéticos son componentes importantes en muchas tecnologías "espintrónicas" emergentes.

"Esta es una forma interesante de hacer que estas oscilaciones de microondas funcionen, y es algo que nos gustaría seguir adelante, "Dijo Schmidt.