De hoeveelheid gegevens die dagelijks wordt gegenereerd, overtreft snel de opslagmogelijkheden van de huidige harde schijven. Om bij te blijven, de volgende generatie harde schijven moet materialen gebruiken met magnetische eigenschappen die gemakkelijk kunnen worden gemanipuleerd, waardoor een hogere dichtheid en een betere efficiëntie wordt geboden.

Om aan deze vraag te voldoen, twee EU-onderzoeksprojecten hebben precies zo'n materiaal ontwikkeld. Het nieuwe perovskietmateriaal heeft een magnetische volgorde die gemakkelijk kan worden veranderd met warmte en zonder het materiaal zelf te verstoren.

Een gemodificeerd materiaal

Veel energieonderzoekers beschouwen perovskiet-fotovoltaïsche energie als een goedkoper alternatief voor traditionele op silicium gebaseerde systemen. Echter, in tegenstelling tot andere vormen van perovskietmateriaal, de gewijzigde versie die mede is gemaakt door de projecten TOPOMAT en PICOPROP, vertoont unieke eigenschappen die het tot het materiaal bij uitstek maken voor de volgende generatie harde schijven.

Het TOPOMAT-project legde de basis met zijn onderzoek naar het verband tussen de fundamentele fysische eigenschappen van topologische isolatoren en hun toekomstige technologische toepassingen. Topologische isolatoren zijn een recent ontdekte klasse van materialen die een grote elektronische spleet hebben en geleidende oppervlaktetoestanden vertonen. Het PICOPROP-project, anderzijds, richt zich specifiek op de kenmerken van het nieuw ontdekte perovskietmateriaal. gecombineerd, dit onderzoek - dat allemaal wordt uitgevoerd aan de Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) in Zwitserland - bracht onderzoekers ertoe te ontdekken dat, omdat de magnetische eigenschappen van het nieuwe materiaal gemakkelijk kunnen worden gewijzigd, het is in wezen de eerste magnetische fotogeleider.

Een combinatie van eigenschappen

Deze eigenschap betekent een belangrijke doorbraak op het gebied van magnetische gegevensopslag. Aangezien het magnetisme van een materiaal voortkomt uit de interacties van zijn gelokaliseerde en bewegende elektronen, het resultaat is een vaste magnetische toestand. De enige manier om deze toestand te veranderen, is door de structuur van de elektronen in de chemie of kristalstructuur van het materiaal te veranderen. Echter, zo'n verandering heeft invloed op de samenstelling van het materiaal zelf, waardoor het gebruik ervan voor magnetische gegevensopslag ernstig wordt beperkt.

Volgens een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , het nieuwe perovskietmateriaal omzeilt deze beperking door de voordelen van ferromagneten te combineren, waarvan de magnetische momenten zijn uitgelijnd in een goed gedefinieerde volgorde, met fotogeleiders, waar lichtverlichting vrije geleidingselektronen met hoge dichtheid genereert.

Het is deze combinatie van eigenschappen die het smelten van magnetisatie door foto-elektronen (d.w.z. elektronen die door materiaal worden uitgezonden wanneer ze door licht worden geraakt). Het resultaat is dat zelfs een zwak licht zoals een rode LED voldoende is om de magnetische orde van het materiaal te smelten, het creëren van een hoge dichtheid van reizende elektronen. Deze elektronen kunnen dan gemakkelijk snel en continu gemanipuleerd door simpelweg de intensiteit van het licht te veranderen.

Invloedrijk in next-gen harde schijven

Hoewel de projecten een work in progress blijven, deze eerste resultaten geven aan dat dit nieuwe materiaal van invloed zal zijn bij het creëren van de volgende generatie hoge capaciteit, lage energie harde schijven. Volgens een onderzoeker het perovskietmateriaal is de sleutel tot het combineren van de voordelen van magnetische opslag - stabiliteit op lange termijn, hoge gegevensdichtheid, niet-vluchtige werking en de mogelijkheid om te herschrijven - met de snelheid van optisch schrijven en lezen.