Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 53 reacties

Een promovendus van de Radboud-universiteit heeft een manier gevonden om magnetische domeinen met behulp van licht van polarisatie te doen veranderen. Met de ontwikkeling zouden zeer snelle opslagmethodes in het verschiet liggen.

Onderzoeker Daniel Stanciu van het Institute for Molecules and Materials promoveert op 3 oktober op zijn onderzoek. Stanciu werkte onder leiding van hoogleraar Theo Rasing bij de Spectroscopy of Solids and Interfaces-vakgroep van de Radboud-universiteit in Nijmegen aan het ompolen van magneten met behulp van korte, intense lichtflitsen. Volgens de gangbare opvattingen is dat niet mogelijk, maar door zeer intense, korte flitsen te gebruiken, lukte het ompolen wel. De onderzoekers maakten gebruik van een titaan-saffierlaser die pulsen van slechts 40 femtoseconden uitzond. Die pulsen werden met een filter circulair gepolariseerd en op een laagje van gadolinium-ijzer-kobalt (GdFeCo) gericht. Dit magnetisch materiaal werd in een dunne film gebruikt en de polarisatie van de domeinen, ofwel kleine magnetische gebieden, werd met behulp van een polarisatiemicroscoop bekeken.

De groep van Stanciu slaagde erin de magnetische velden van de magneetdomeinen met het gepolariseerde laserlicht te richten. Afhankelijk van de polarisatierichting konden zij de noordpool naar boven of naar beneden richten. Na een langzame test, waarbij de laser 30 micrometer per seconde aflegde, probeerden de onderzoekers een snelle schrijfbewerking. Ditmaal lieten ze de laser met een snelheid van 5cm/s over het GdFeCo-materiaal bewegen. Aangezien het laserlicht nog steeds pulseerde, resulteerde dit in een stippenpatroon dat met het schrijven van afzonderlijke bits vergeleken kan worden. Daarmee toonden de onderzoekers aan dat slechts één puls voldoende was om een bit te schrijven.

De schrijfsnelheid van één bit per 40 femtoseconden is duizenden malen sneller dan harde schijven halen, maar een toepassing van het onderzoek zal nog geruime tijd op zich laten wachten. Allereerst kan de gebruikte laser slechts duizend pulsen per seconde afgeven, en het gebied dat de laserpuls bestrijkt, een cirkel van ongever 20 micrometer doorsnede, is nog veel te groot. De onderzoekers, onder leiding van professor Rasing, werken nog aan een methode om de magnetische domeinen van tientallen nanometers groot om te polen. Probleem hierbij is echter dat de golflengte van het laserlicht veel groter is dan de afmetingen van de domeinen. Ook werkt het team al aan manieren om enen en nullen weg te schrijven door de polarisatierichting van de laserpulsen om te draaien. Rasing zal voor zijn rol in het onderzoek op 19 november de Spinozapremie ontvangen. Met de premie wil Rasing een verklaring vinden voor het feit dat de thermodynamica niet kan verklaren hoe magneetpolen met laserlicht omgekeerd kunnen worden.

Stippenpatroon van bits en de proefopstelling
Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (53)

Ok, vergeef me, ik snap hier werkelijk geen bal van. Ben dan ook een absolute leek op dit gebied en ik schaam me er niet voor.

Kan iemand mij uitleggen:
- als het gaat om een schijfje metaal (om het zo maar even te zeggen... in lekentaal) waarvan ze het magnetisch veld kunnen omdraaien hoe kan het dan dat dat alleen geld voor het uiterst kleine gebiedje waarop ze die laser richten?
Dat wil dus zeggen dat de bovenkant van de schijf "plus" is (om het zo maar even te zeggen) en een gebiedje wat geraakt is (het stipje op de foto) door de laser is "min" als ik het goed begrijp?

Allemaal erg knap hoor... blij dat ik veel dingen aan de knappe koppen kan overlaten! :)
en maar goed ook, want dat schijfje metaal is precies hetzelfde als je hardeschijf in de computer.
alleen dan van ander materiaal gemaakt.
het verscil is eigenlijk de manier van het schrijven, of ompolen van de de gebiedjes.
da gebeurt in jou harde schijf met een magneet op de schrijfkop.

in deze opstelling gebruiken ze geen stroom (electromagneet) maar een lichtflits om de ompoling te laten plaatsvinden

het probleem dat ze er nu nog mee hebben is dat de ompoling in slechts 40 femtoseconde gedaan kan worden, maar dat er slechts 1000 keer zon korte lichtflits achter elkaar gegeven kan worden in 1 seconde

dat betekent dus dat je niet meer dan 1000 bits per seconde kut schrijven

verder is de golflengte van de flits groter dan het invloedsgebied van een conventionele electromagnetische schrijfkop. waardoor je veel oppervlak nodig hebt om 1 bit weg te schrijven. dus passen er ook nog eens minder bits op de hardeschijf.

als je dit nu zou toepassen krijg je dus een hardeschijf met een schrijfsnelheid van 1000 bits per seconde en een opslagcapaciteit van bijvoorbeeld 1 GB en dan uitsluitend in een 5,25 " afmeting, of groter.

terwijl aan de andere kant van de markt zeg maar gewerkt word aan data opslag waarbij een bit bestaat uit 1 enkel atoom of molekuul. wat dus tot hele hoge datadichtheid op een schijf of opslagmedium zou leiden (terabytes op een schijf.) maar de echniek daarvoor is ook nog lang niet ontwikkeld.
Blijft toch leuk dat de gangbare wetenschappelijk aanvaarde natuurwetten af en toe door de praktijk weerlegd worden. Wie weet wat er nog mogelijk is ;)
Nee, er worden helemaal geen "gangbare wetenschappelijk aanvaarde natuurwetten" weerlegd: ze weten alleen nog niet hoe en waarom precies het werkt.

Licht heeft genoeg elektromagnetische eigenschappen; dus dat ze daar nu iets met magneten mee kunt beinvloeden, ik kan nou niet zeggen dat ik dat schokkend vind. Niet dat ik het had kunnen bedenken, natuurlijk, maar weerleggen doet het zeker niks. De intensiteit zal er zeker mee te maken hebben.
Licht bestaat uit een E en een B element (electro en magnetisme). Wat gedaan is is een sterke puls gebruiken waarin alle B en E elementen van het licht in dezelfde fase lopen, wat dus een puls geeft met een sterke magnetische component.

Wiki beschrijft het wel aardig.
vreemd dan dat wetenschappers zo reageren:
Wetenschappers over de hele wereld waren buitengewoon verrast over de bevindingen van Stanciu, Rasing en collega's. ‘Magneten beïnvloeden met licht kán niet’, schreef een wetenschapper. ‘Laserlicht heeft niet voldoende energie’, reageerde een ander. De huidige, op de thermodynamica gebaseerde theorieën, hebben dan ook geen verklaring voor deze opzienbarende resultaten.
Wetenschappers hebben nog wel eens de neiging een 'beetje' arrogant te zijn. De geschiedenis van de wetenschap toont echter keer op keer dat geldende therorien altijd maar een beperkte houdbaarheid hebben. Dat blijkt nu dus ook weer want ze moeten weer een beurs hebben om te kunnen onderzoeken waarom het niet past in de huidige theorieen.
Maar als ik het goed begrijp werkt dit dus alleen met schrijven?
Op dit moment is de leessnelheid veel hoger dan de schrijfsnelheid.

Met deze techniek kan de schrijfsnelheid dus verduizendvoudigd worden, perfect :)
Alleen blijf je dan nog met een (zeer) beperkte leessnelheid zitten.
In de praktijk wordt er naar mijn mening vaker data gelezen dan geschreven, dus is de overall-winst toch niet zo enorm groot?

Of wel?
Er staat alleen dat ze 1 schrijf-actie in 40 femto-sec. kunnen doen. Tevens geven ze aan dat de "bits" te groot zijn en er maar 1000 bits per sec geschreven kunnen worden.
Kortom er moet nog veel gebeuren voordat de werkelijke schrijfsnelheid groter is dan wat we nu kunnen lezen. Kortom dat zal in de toekomst wel gelijk opgaan.
De bits zijn juist te klein, het leesgebied van een laser is te groot om de stippen te kunnen onderscheiden, (een laser leest dus 1000 bits als een bit, en dat gaat niet zo goed =P)
Bij mijn weten word er nergens in het artikel iets vermeld over het lezen van deze bits, enkel over de vooruitstrevende manier van schrijven. Ik betwijfel trouwens dat je van het "leesgebied van een laser" kan spreken (bij magnetische ondergrond), schrijfgebied daarentegen (blijkbaar) wel.
Een laser leest niets.
De opto-copler 'leest' het ontvangen licht. Een gaatje in de ondergrond en deze laat licht door. Geen gaatje, geen licht..
Door middel van het schrijven van de magnetische data met een laser en het uitlezen via een opnemer (een magnetische , geen opto-copler) zou men zeer grote datahoeveelheden uit kunnen wisselen. Ik vraag me echter af in hoeverre dit nog toekomst heeft gezien de ssd schijf zijn opmars al flink maakt en geen bewegende delen bevat zoals voornoemde optie.
dat zal o.a te maken hebben met het aansturen van de laser maar het is een begin en men toont met deze techniek iets aan dat volgens de huidige technische opvatting niet mogelijk zou zijn.
Het zal wel niet zo snel gaan. Zo'n opstelling kost ongeveer evenveel als een riante woning in de randstad. Laat staan dat zo'n laser geminiaturiseerd kan worden. Dus leuk om aan te tonen dat het kan, maar praktisch is het zeker nog lang lang niet.
Het lezen van data is over het algemeen belangrijker dan het schrijven, maar niet altijd. Je kan bijvoorbeeld denken aan digitale archieven; daarvoor is schrijven veel belangrijker.

Maar ook voor situaties waarin lezen belangrijker is heeft dit grote voordelen. Alle focus kan immers op het ontwikkelen van betere leessnelheid worden gericht aangezien schrijfsnelheid dan totaal geen probleem meer is. En wie weet komt er voordat dit geïmplementeerd wordt ook wel iemand met een dergelijke vinding voor het lezen van magnetische domeinen.
Wel... Alleen al het feit dat Daniel Stanciu iets voor elkaar heeft weten te krijgen wat tot nog toe niet mogelijk geacht werd door de huidige wetenschap, lijkt me een enorme doorbraak. Nu gaan ze eerst onderzoeken hoe dit nu mogelijk is. Als de techniek daarna verder ontwikkeld wordt, kunnen daar allerlei interessante dingen uit voort komen. Wie weet kunnen ze met dezelfde techniek of aanverwante wetenschap ook iets met het uitlezen van deze polariteiten. In ieder geval leuk dat een ondekking als deze in nederland gedaan is. Hoera voor de wetenschap!
Ik moet zeggen dit is niet mijn gebied. Maar ze hebben het er over dat de polarisatie van de domeinen werd bekeken met een polarisatiemicroscoop. Dit is optisch en zou dus zeer snel kunnen werken.
Bekijken is één, verwerken is twee...
Volgens de gangbare opvattingen is dat niet mogelijk, maar door zeer intense, korte flitsen te gebruiken, lukte het ompolen wel.
Dan vraag ik me toch af he.. hoe komen ze er bij om het dan toch te proberen, en op een nog wel zo ingewikkelde manier (zie plaatje artikel). Het is niet zo dat je weet dat het niet zou moeten kunnen, dan zoiets hebt van "goh laat ik er eens een lineraly polarized laser pulse op schieten en daar een quarter-wave plate en een GdFeCo thin film tussen zetten" etc etc. Hoe komen ze dan toch bij dit (blijkbaar vrij succesvolle) experiment?
De circulaire polarisatie zal waarschijnljik van doen zijn om de electronische bijdrage te minimaliseren op het magnetische maximum.

GdFeCo (Gd? zal wel Ge zijn, tikfoutje..) heeft vast een bepaalde eigenschap zoals een bepaald kristalrooster wat de polarisatie van het Fe stabiel-maar-niet-te-stabiel houd.

Om en polarisatie te meten, uiteindelijk, moet je met gepolariseerd licht aan de slag, en de eenvoudigste is dan linear gepolariseerd.

Reverse engineering is waarschijnlijk wel eenvoudiger dan de juiste methoden en materialen uitzoeken, daar niet van. :) Maar alles heeft een doordachte reden.

[Reactie gewijzigd door Toontje_78 op 27 september 2008 11:55]

Gd? zal wel Ge zijn, tikfoutje..
Gd = Gadolinium http://en.wikipedia.org/wiki/Gadolinium
Ge = Germanium http://en.wikipedia.org/wiki/Germanium

Germanium is een halfgleidermateriaal dat ook wel in chips wordt gebruikt
Gadolinium wordt vooral gebruikt in legeringen, o.a. vanwege de byzondere magnetische eigenschappen van dit materiaal
Het mooie van dit soort wetenschap is dat als iets 'volgens gangbare wetenschap' niet mogelijk is, iemand op een bepaald moment probeert te bewijzen dat het inderdaad niet kan. Als daarbij dan de hypothese ('het kan niet') niet kan worden bewezen, kijken wetenschappers of ze dan het tegendeel kunnen bewijzen. In dit geval zal de uiteindelijke opstelling zijn gevonden door zeer veel trial-and-error, en nu kan deze opzet verder worden uitgewerkt tot een bruikbaar iets. Eigenschappen van alle gebruikte materialen en spullen zullen wel hebben geleid tot het inzetten van deze specifieke zaken.
Naast de theorie van LeLo zie je ook vaak genoeg dat wetenschappers 'per ongeluk' tegen ontdekkingen aanlopen..

Wetenschapper één merkt als zij-effect van een onderzoek op dat - tegen de gangbare wetenschap in - het er op lijkt dat er ompolingen plaatsvinden, zonder hier verder aandacht aan te besteden.

Wetenschapper twee krijgt dit et horen/ leest dit en denkt, hé dat is interessant, als dat inderdaad zo is, dan kunnen we dat misschien wel hier en daar voor gebruiken, eens kijken of ik daar tijd/geld voor vrij kan maken.
Het is natuurlijk journalistisch opgeschreven... Je gaat echt niet als een kip zonder kop maar evenjes iets uitproberen. Je hebt natuurlijk echt wel een vermoeden dat er iets bijzonders aan de hand is.

In wetenschappelijk termen is het meestal het volgende: Onder normale omstandigheden is zus en zo niet mogelijk. Maar stel dat je we nu eens van deze extreme omstandigheden uitgaan... Daarover is de huidige theorie niet eenduidig, of zelfs niet toepasbaar. Laten we dat dus eens gaan uitproberen.
Oke.. als hij het goed aanpakt kan hij er veel aan verdienen, ik weet zeker als het goed en veilig werkt nasa er wel wat in ziet zitten :D
Is niet alles wat je maakt voor school, of onder schooltijd, eigendom van de school?
Ja en Nee, jij behoudt altijd het uitvindersrecht (Auteursrecht)
Maar als jij met je groep van school een project maakt in opdracht van school, dan word na het project de code en eventuele andere gemaakte materialen wel eigendom van school.

Het idee blijft van jou.
De uitvinding wordt eigendom van de "school", die bezit het auteursrecht. Dit is een overdraagbaar recht en wordt vaak gezien als vermogensobject (ter exploitatie). Alleen staat jij vermeld als degene die de uitvinding heeft gedaan. Dit wordt ook wel 'moreel recht' genoemd. Hiermee heb je eigenlijk alleen het recht om als maker genoemd te worden.

http://www.iusmentis.com/auteursrecht/spoedcursus/intro/
nasa? daar valt geen geld te halen. Google zul je bedoelen! Maar ook dat is misschien niet zo voor de hand liggend. Hij zal wel bij een onderzoeksafdeling terecht komen van een bedrijf gespecialiseerd op dit gebied. Of start z'n eigen bedrijfje.

[Reactie gewijzigd door Ras op 26 september 2008 21:25]

Licht (electomagnetishme) heeft toch ook een magnetisch component, dus waarom zou dat geen magneten kunnen beinvloeden? Dit moeten de onderzoekers ook gedacht hebben, anders zouden ze het niet proberen denk ik.

Weet iemand hier waarom de gangbare theorie het niet kan verklaren?
Het is wel duidelijk dat hier weinig wetenschappelijk geleerde personen als eerste op de artikelen reageren. Zo oppervlakkig als dat men denkt, dat men een paar weekjes na een ontdekking massaal ulta-speed hardware kunnen kopen voor hun hobby, of dat een doorbraak per direct interessant is voor de nasa. zucht zucht.

maar desondanks, feliciteerd ik deze waarschijnlijk Dr.-in-spé met zijn ontdekking.
Die pulsen werden met een filter circulair gepolariseerd
Dit verbaasde mij erg. Ik ken het principe van gepolariseerd licht, lcd schermen maken hier gebruik van, maar bij mijn weten kun je licht verticaal of horizontaal polariseren. Hoe bedoelen ze dan circulair gepolariseerd? Heeft iemand een idee? :?
http://en.wikipedia.org/w...light#Basics:_plane_waves
http://en.wikipedia.org/wiki/Photon_polarization

De circulaire polarisatie van de photonen zou eventueel verantwoordelijk kunnen zijn voor de vector van de photonen waarmee een electron in een andere staat van spin gestoot kan worden.

[Reactie gewijzigd door Arcane Apex op 27 september 2008 02:11]

Licht kun je circulair polariseren met een zogenaamd kwart-golflengteplaat. Nadat de straal het plaatje heeft gepasseerd, dan zal de component van het elektrisch veld welk evenwijdig loopt aan de optische as van het te gebruiken materiaal 90° uit fase lopen t.o.v. de verticale component van het elektrisch veld. Als je dan kijkt amplitude van beide golven, dan zie je dat de vectoren draaien tegen de klok in. Daar heb je circulair :)

Elliptisch gepolariseerd bestaat ook en dat ontstaat doordat de faseverschillen tussen de golven ongelijk is 2Pi, 3Pi, 4Pi. Alle overige faseverschillen dus eigenlijk :)
Ze hebben al jaren een van de beste magneetlabs in Europa.
Niet alles is goud wat er blinkt. Het hartcentrum is wel weer open.

[Reactie gewijzigd door PcDealer op 27 september 2008 14:50]

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True