Процесс перемагничивания, лежащий в основе магнитной записи информации, как правило, требует значительного времени: генерация магнитного поля с помощью импульса тока в индуктивном элементе, прецессия спинов в магнитном поле и установление нового состояния равновесия под действием диссипативных сил – все эти процессы характеризуются некоторыми временными задержками, которые занимают минимум несколько наносекунд. Группа ученых из Нидерландов в сотрудничестве с российскими, британскими, германскими и японскими коллегами продемонстрировали возможность магнитной записи/считывания с помощью светового импульса, всего за 30 пикосекунд.

Под действием света среда записи сначала нагревается выше температуры магнитного упорядочения – точки Кюри. Старое магнитное состояние в облучаемой области при этом "забывается", а то, которое появится после остывания, зависит от магнитного поля, действующего во время зарождения нового состояния. Это магнитное поле порождает тот же импульс света, задающий новое направление намагниченности, противоположное старому.

Каким образом свет может исполнять роль магнитного поля? Известно, что намагниченная среда способна вращать плоскость поляризации (магнитооптический эффект Фарадея). В то же время возможен и обратный эффект: циркулярно-поляризованный свет намагничивает среду. Появляющееся эффективное магнитное поле пропорционально интенсивности света, так что при плотности энергии в единицы джоулей на квадратный метр под действием короткого импульса длительностью 100 фемтосекунд в магнитной среде рождается магнитное поле, достигающее 20 Тл. Изменение состояния поляризации света с правополяризованного на левополяризованное меняет направление эффективного магнитного поля на 180 градусов. Наблюдение процесса переключения осуществлялось с помощью второго импульса меньшей интенсивности. Меняя задержку между импульсом накачки и пробным импульсом, ученым удавалось прослеживать процесс переключения с временным разрешением в единицы пикосекунд.

Здесь надо отметить, что намагничивание светом не является новостью, и было продемонстрировано еще в 2007 г.. Необычным в этой ситуации является использование для скорейшего переключения именно теплового воздействия, которое ранее считалось слишком инерционным (оно занимало время не меньше 1 нс) и противопоставлялось намагничивающему действию света. Однако, если говорить не о разогреве решетки, а о гораздо менее инерционном процессе разогрева электронного газа, то его температура достигает 1000 К уже на субпикосекундном интервале, вследствие малой теплоемкости электронного газа и большой величины электрон-фононного взаимодействия. Таким образом, подобный способ перемагничивания по быстродействию опережает даже рекорды, полученные с помощью импульсов спинового тока (время переключения ~100 пс)

Источник информации - заметка А.Пятакова в бюллетене ПерсТ, выпуск 21 за 2009 г.