Los investigadores han demostrado, por primera vez, la grabación termomagnética inducida por la luz en una película delgada magnética en guías de ondas de silicio. La nueva técnica de escritura está preparada para habilitar memorias magneto-ópticas en miniatura de alto rendimiento que no requieren una óptica voluminosa o rotación mecánica.

Los dispositivos de almacenamiento magneto-ópticos combinan técnicas de grabación magnéticas y ópticas para almacenar información. Aunque varias empresas alguna vez fabricaron unidades de disco magneto-ópticas regrabables, estas unidades rara vez se utilizan en la actualidad.

"A pesar de sus importantes ventajas, las unidades magneto-ópticas han sido reemplazadas por unidades flash más baratas o medios de almacenamiento óptico como los DVD", dijo el líder del equipo de investigación, Toshiya Murai, del Instituto de Tecnología de Tokio en Japón. "Debido a que nuestro nuevo método de grabación se puede implementar utilizando fotónica de silicio, podría habilitar dispositivos magneto-ópticos económicos que almacenan grandes cantidades de información en un pequeño chip".

Los investigadores describen sus nuevos dispositivos de memoria magnetotópicos y la técnica de escritura basada en la luz en la revista Optica Publishing Group Optics Express . Los dispositivos no son volátiles, lo que significa que los datos se guardan incluso cuando no se suministra energía al dispositivo, y pueden soportar muchos ciclos de escritura y reescritura.

Las memorias magneto-ópticas en chip podrían permitir alternativas totalmente ópticas a los enrutadores de paquetes electrónicos que se utilizan en la infraestructura de telecomunicaciones actual. "Esto eliminaría la energía y los gastos necesarios para las conversiones óptica-eléctrica-óptica y permitiría una comunicación flexible para cada paquete de datos", dijo Murai. "Las memorias magneto-ópticas también podrían ofrecer almacenamiento a nivel de bits para computadoras ópticas, que utilizan la luz para procesar, almacenar y transferir datos".

Controlando el magnetismo con luz

Los dispositivos de memoria magnetoóptica usan calor para desmagnetizar un pequeño punto en una película magnética por encima de una temperatura crítica conocida como punto de Curie. Un campo magnético aplicado localmente determina la dirección en la que se magnetiza el punto cuando se enfría. Realizar este tipo de grabación termomagnética en un circuito integrado fotónico requiere controlar el estado magnético de una película magnética dentro de una guía de ondas utilizando la luz que se propaga en la guía de ondas.

En el nuevo trabajo, los investigadores desarrollaron una forma de utilizar la luz que se propaga en la guía de ondas para invertir la dirección de magnetización calentando la película de grabación magnética hasta cerca de la temperatura de Curie. Su enfoque permite alinear fácilmente la magnetización del material a lo largo de la dirección del campo magnético externo aplicado.

Para demostrar la nueva técnica, los investigadores fabricaron una guía de ondas de silicio que contenía un imán de película delgada. Usando un microscopio especial de efecto Kerr magneto-óptico de alta resolución (MOKE), pudieron medir las propiedades magnéticas de la película para diferentes potencias ópticas. Esto les permitió demostrar experimentalmente que la fuerza coercitiva del imán sobre la guía de ondas de silicio depende del calor inducido por la luz guiada en la guía de ondas.

"Cuando se lanzó la luz en la guía de ondas, observamos que la dirección de magnetización cambiaría bajo un campo magnético de polarización adecuado", dijo Murai. "Por lo tanto, demostramos la grabación termomagnética inducida por la luz integrada en una plataforma fotónica de silicio".

A continuación, a los investigadores les gustaría desarrollar sistemas de grabación magnetoópticos de estado sólido que no solo puedan escribir, sino también leer información en una plataforma fotónica de silicio utilizando el nuevo método. Esto requerirá reducir el consumo de energía de la grabación termomagnética inducida por la luz, lo que podría hacerse usando un medio de grabación magnética con un volumen más pequeño combinado con un pulso de luz más corto. + Explora más

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