SLAC國家加速器實驗室的科學家們首次發現，
鐵 - 鉑納米粒子中的原子如何快速回應鐳射閃光，
鐵 - 鉑納米粒子是下一代磁性資料存放裝置材料。
瞭解這些基本動作可以帶來利用光操作和控制這些設備的新方式。
SLAC的兩台世界領先的超快速原子解析度“照相機”（Linac相干光源（LCLS）X射線雷射器和超快電子衍射裝置（UED））的快照相結合， 研究小組指出， 鐳射閃光在小於一萬億分之一秒內消除了鐵 -鉑納米粒子的磁性， 導致材料中的原子在一個方向上靠得更近， 並在另一個方向上進一步移動。
鐵鉑納米粒子對鐳射的快速原子回應的圖示。 鐵原子顯示為紅色， 鉑原子顯示為藍色。 短暫的紅色鐳射會使樣品消磁（從對齊的箭頭過渡到隨機的箭頭方向）。 這導致原子結構在一個方向上的壓縮和在另一個方向上的伸展。 （圖：Greg Stewart / SLAC國家加速器實驗室）
該結果還首次提供了機械應變的原子級的描述，
斯坦福大學材料與能源科學研究所（SIMES）是一個斯坦福大學和SLAC聯合運營的研究所， 該研究所的首席研究員赫爾曼·杜爾（HermannDürr）表示：“過去的鐵鉑納米粒子性質模型並沒有考慮到這些非常快速和基本的原子運動。 儘管我們還不瞭解這些過程的全部波及面， 包括他們在我們的計算中可能會為未來的資料存儲技術的發展開闢新的途徑。 ”
推動磁資料存儲的極限
磁性存放裝置廣泛用於記錄我們數位世界幾乎所有領域產生的資訊， 並被認為在可預見的將來仍然是關鍵的資料存儲解決方案。 面對日益增長的全球資料量， 硬體工程師正致力於最大限度地提高這些媒體可以存儲資訊的密度。
然而， 目前的技術正在接近技術極限。 例如， 今天的硬碟驅動器可以達到每平方英寸數千億比特的存儲密度， 而類似的未來設備預計不會超過每平方英寸超過一萬億比特。 需要新的發展來將磁資料存儲提高到一個新的更高的水準。
加州大學聖地牙哥分校記憶與記錄研究中心主任和這項新研究的合作者埃裡克·富勒頓（Eric Fullerton）說：“一種非常有前途的方法可以讓我們在磁碟機上使用納米尺寸的鐵鉑材料來進行熱磁記錄。
SLAC研究考察了這項技術的一個重要方面 - 鐳射與鐵鉑納米粒子的相互作用。
由X射線（左）和通過鐵 - 鉑納米粒子樣品的電子產生的探測器上的強度模式。 X射線資料揭示了樣品磁性狀態的資訊， 電子資料提供了原子結構的細節。 （圖片：Alexander Reid / SLAC國家加速器實驗室）
結合X射線和電子視覺
研究人員首先將大約50個原子直徑的納米粒子帶到LCLS上， 然後用一個光學雷射脈衝照射在納米粒子上。 利用LCLS的超高亮度飛秒X射線閃光， 他們能夠跟蹤鐳射如何改變材料的磁化 - 從完全磁化到大部分去磁。 一飛秒是百萬分之一秒。
他們在SLAC的加速器結構測試區（ASTA）使用UED儀器重複了這個實驗， 在這個測試區域， 一束脈衝高能電子束探測了樣品。 通過這種方法，科學家製作了一個關於納米粒子中的原子如何在被鐳射擊中之後移動的定格動畫。
來自SIMES和LCLS的該研究的主要作者Alexander Reid說：“只有將兩種方法結合起來，我們才能看到鐳射對超快速原子響應的全貌。雷射脈衝改變了材料的磁化，反過來又促使結構發生變化，並引起機械應變。”
SLAC的 UED專案負責人王希傑說：“這項研究表明兩種方法在一起是多麼強大。高能電子束對確定三維原子運動是至關重要的，如果沒有X射線，我們就不能將這些運動與材料的磁性行為聯繫起來。”
原文連結：（https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=49238.php）
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通過這種方法，科學家製作了一個關於納米粒子中的原子如何在被鐳射擊中之後移動的定格動畫。來自SIMES和LCLS的該研究的主要作者Alexander Reid說：“只有將兩種方法結合起來，我們才能看到鐳射對超快速原子響應的全貌。雷射脈衝改變了材料的磁化，反過來又促使結構發生變化，並引起機械應變。”
SLAC的 UED專案負責人王希傑說：“這項研究表明兩種方法在一起是多麼強大。高能電子束對確定三維原子運動是至關重要的，如果沒有X射線，我們就不能將這些運動與材料的磁性行為聯繫起來。”
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