C'est ainsi que l'expérience s'est déroulée :deux impulsions laser frappent le film mince de nanoparticules de fer-platine à de courts intervalles :la première impulsion laser détruit l'ordre de spin, tandis que la deuxième impulsion laser excite l'échantillon maintenant non magnétisé. Une impulsion de rayons X détermine ensuite comment le réseau se dilate ou se contracte. Crédit :M. Bargheer/ Uni Potsdam
La dernière génération de disques durs magnétiques est constituée de films minces magnétiques, qui sont des matériaux invar. Ils permettent une densité de stockage de données extrêmement robuste et élevée par chauffage local de nano-domaines ultrapetits avec un laser - ce qu'on appelle l'enregistrement magnétique assisté par la chaleur, ou HAMR. Le volume dans de tels matériaux d'invar se dilate à peine malgré le chauffage. Un matériau technologiquement pertinent pour de telles mémoires de données HAMR sont des films minces de nanograins de fer-platine. Une équipe internationale dirigée par le groupe de recherche conjoint du professeur Matias Bargheer du HZB et de l'Université de Potsdam a maintenant observé expérimentalement pour la première fois comment une interaction spéciale spin-réseau dans ces films minces fer-platine annule la dilatation thermique du réseau cristallin.
En équilibre thermique, le fer-platine (FePt) appartient à la classe des matériaux invar, qui se dilatent à peine lorsqu'ils sont chauffés. Ce phénomène a été observé dès 1897 dans l'alliage nickel-fer "Invar, " mais ce n'est que ces dernières années que les experts ont pu comprendre quels mécanismes la conduisent :normalement, le chauffage des solides conduit à des vibrations du réseau qui provoquent une expansion car les atomes vibrants ont besoin de plus d'espace. Étonnamment, cependant, chauffer les spins dans FePt conduit à l'effet inverse :plus les spins sont chauds, plus le matériau se contracte dans le sens de l'aimantation. Le résultat est la propriété connue de l'Invar :une expansion minimale.
Une équipe dirigée par le professeur Matias Bargheer a maintenant comparé expérimentalement ce phénomène fascinant pour la première fois sur différentes couches minces fer-platine. Bargheer dirige un groupe de recherche commun au Helmholtz-Zentrum Berlin et à l'Université de Potsdam. Avec des collègues lyonnais, Brno et Chemnitz, il souhaitait étudier en quoi le comportement des couches de FePt parfaitement cristallines diffère des couches minces de FePt utilisées pour les mémoires HAMR. Ceux-ci sont constitués de nanograins cristallins de couches monoatomiques empilées de fer et de platine enchâssées dans une matrice de carbone.
