Nijmegenaren zien inertie in ompolen magneetveld

Onderzoekers van de Radboud Universiteit en het Fom hebben ontdekt dat het ompolen van bepaalde typen magneten traagheid heeft. Dat lijkt nadelig voor de schakelsnelheid van magnetisch opslag, maar paradoxaal denken de researchers dat die juist sterk omhoog kan, tot tienduizend keer. Dat zit zo: bij een normale ferromagneet is een extern magneetveld nodig om de magnetische spin van alle deeltjes om te klappen. Dat duurt eventjes, en als het magnetische veld voortijdig wegvalt, stopt het ompolingsproces. Bij de ’inertiemagneten‘ is er slechts een korte magnetische puls nodig om de ompoling in gang te zetten. Eenmaal gestart gaat het proces vanwege de traagheid gewoon door. De onderzoekers vergelijken het met een biljartbal. Daar is ook alleen een korte stoot nodig om de bal in beweging te zetten, de inertie zorgt er vervolgens voor dat deze blijft rollen. De onderzoekers van de Nijmeegse universiteit en het Fom publiceerden de ontdekking samen met Russische en Oekraïense wetenschappers in Nature Physics.

Het verschijnsel treedt alleen op bij antiferromagnetische materialen. In tegenstelling tot bij ferromagneten zijn de magnetische spins van de deeltjes hier om en om gericht, in plaats van allemaal dezelfde kant op. Dat resulteert in een zwak netto magnetisme onder invloed van een extern magnetisch veld. Antiferromagnetisme komt minder vaak voor dan de ferrovariant, maar is niet heel exotisch.

In de huidige harde schijven duurt het ompolen van een bit ongeveer een nanoseconde. Gedurende deze tijd moet er een extern magneetveld aanwezig zijn. De onderzoekers hebben aangetoond dat een puls van 100 femtoseconden genoeg was om het ompoolproces in gang te zetten. Theoretisch heeft een schrijfkop dus slechts een tienduizendste van de tijd nodig van een conventionele harddisk voordat deze verder kan naar de volgende bit.