Des chercheurs ont démontré, pour la première fois, un enregistrement thermomagnétique induit par la lumière dans une couche mince magnétique sur des guides d'ondes en silicium. La nouvelle technique d'écriture est sur le point de permettre des mémoires magnéto-optiques miniatures hautes performances qui ne nécessitent pas d'optiques encombrantes ni de rotation mécanique.

Les dispositifs de stockage magnéto-optiques combinent des techniques d'enregistrement magnétique et optique pour stocker des informations. Bien que plusieurs entreprises fabriquaient autrefois des lecteurs de disques magnéto-optiques réinscriptibles, ces lecteurs sont rarement utilisés aujourd'hui.

"Malgré leurs avantages significatifs, les lecteurs magnéto-optiques ont été remplacés par des lecteurs flash ou des supports de stockage optiques moins chers tels que les DVD", a déclaré le chef de l'équipe de recherche Toshiya Murai de l'Institut de technologie de Tokyo au Japon. "Parce que notre nouvelle méthode d'enregistrement peut être mise en œuvre à l'aide de la photonique sur silicium, elle pourrait permettre des dispositifs magnéto-optiques peu coûteux qui stockent de grandes quantités d'informations sur une petite puce."

Les chercheurs décrivent leurs nouveaux dispositifs de mémoire magnétotopiques et leur technique d'écriture basée sur la lumière dans la revue Optica Publishing Group Optics Express . Les appareils sont non volatiles, ce qui signifie que les données sont enregistrées même lorsque l'appareil n'est pas alimenté, et peuvent supporter de nombreux cycles d'écriture et de réécriture.

Les mémoires magnéto-optiques sur puce pourraient offrir des alternatives entièrement optiques aux routeurs de paquets électroniques utilisés dans l'infrastructure de télécommunications d'aujourd'hui. "Cela éliminerait l'énergie et les dépenses nécessaires aux conversions optique-électrique-optique et permettrait une communication flexible pour chaque paquet de données", a déclaré Murai. "Les mémoires magnéto-optiques pourraient également offrir un stockage au niveau du bit pour les ordinateurs optiques, qui utilisent la lumière pour traiter, stocker et transférer des données."

Contrôler le magnétisme avec la lumière

Les dispositifs de mémoire magnéto-optiques utilisent la chaleur pour démagnétiser un petit point sur un film magnétique au-dessus d'une température critique connue sous le nom de point de Curie. Un champ magnétique appliqué localement détermine alors la direction dans laquelle le spot est magnétisé lorsqu'il se refroidit. La réalisation de ce type d'enregistrement thermomagnétique dans un circuit intégré photonique nécessite de contrôler l'état magnétique d'un film magnétique à l'intérieur d'un guide d'onde à l'aide de la lumière se propageant dans le guide d'onde.

Dans le nouveau travail, les chercheurs ont développé un moyen d'utiliser la lumière se propageant dans le guide d'ondes pour inverser la direction de magnétisation en chauffant le film d'enregistrement magnétique à une température proche de la température de Curie. Leur approche permet d'aligner facilement l'aimantation du matériau dans la direction du champ magnétique externe appliqué.

Pour démontrer la nouvelle technique, les chercheurs ont fabriqué un guide d'ondes en silicium contenant un aimant à couche mince. À l'aide d'un microscope spécial à effet Kerr magnéto-optique à haute résolution (MOKE), ils ont pu mesurer les propriétés magnétiques du film pour différentes puissances optiques. Cela leur a permis de montrer expérimentalement que la force coercitive de l'aimant sur le guide d'ondes en silicium dépend de la chaleur induite par la lumière guidée dans le guide d'ondes.

"Lorsque la lumière a été lancée dans le guide d'ondes, nous avons observé que la direction de magnétisation basculerait sous un champ magnétique de polarisation approprié", a déclaré Murai. "Ainsi, nous avons démontré l'enregistrement thermomagnétique induit par la lumière intégré sur une plate-forme photonique au silicium."

Ensuite, les chercheurs aimeraient développer des systèmes d'enregistrement magnéto-optique à l'état solide qui peuvent non seulement écrire, mais aussi lire, des informations sur une plate-forme photonique au silicium en utilisant la nouvelle méthode. Cela nécessitera de réduire la consommation d'énergie de l'enregistrement thermomagnétique induit par la lumière, ce qui pourrait être fait en utilisant un support d'enregistrement magnétique avec un volume plus petit combiné à une impulsion lumineuse plus courte. + Explorer plus loin

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