9月26日消息，美国加州大学圣地亚哥分校工程学院研究团队在《自然·通讯》（Nature Communications）发表研究成果，展示了一种用光代替磁场切换磁信息的新方法，即“光控磁切换”（optical switching），为硬盘等数据存储技术的密度与性能提升开辟了新路径。

在硬盘等数据存储技术中，微小的磁化区域代表数字信息的0和1，而这些磁状态之间的切换通常需要外加磁场。加州大学圣地亚哥分校的工程师展示了一种不同思路：用光来切换磁信息。由于光可以极其快速地传递能量，并且能够精准聚焦到极小尺度，这一方法有望突破传统磁场写入的速度与尺寸限制。

该团队采用了一束经过独特整形与设计的超快激光束，其光斑比以往方法使用的光束小多个数量级。通过这种极端局域化的光与磁性材料的相互作用，研究人员实现了对纳米尺度磁状态的选择性操控。

从材料与化工视角看，这一成果属于光—磁耦合材料界面工程的前沿进展：光控切换依赖激光脉冲在飞秒到皮秒时间尺度上将能量沉积于磁性薄膜，诱导局域各向异性变化或超快退磁过程，对磁性薄膜材料的光吸收、热导与磁各向异性提出了特定的材料设计要求。相比传统磁写入头，光写入方案还可避免电流产生磁场带来的能耗与发热瓶颈。

业界长期关注的衍伸方向是全光磁记录（all-optical magnetic recording）：若光控切换能在室温、无外加磁场条件下稳定工作，将支撑下一代高密度热辅助或全光磁存储器件。此前该领域的演示多集中于稀有过渡金属合金（如钆铁钴）中的超快自旋动力学，而本次加州大学圣地亚哥分校的工作通过激光束整形进一步压缩了作用区域，提升了空间分辨率与可控性。

研究团队表示，这种“重新设计光”的思路不仅适用于数据存储，也为其他需要纳米尺度精准能量注入的光—物质相互作用研究提供了工具。相关成果将为磁记录介质材料开发与光存储器件架构设计提供参考。 （来源：AZoM）