据 李茜楠 报道，物理学组织网站2019年01月11日讯，光是传递信息最有效的方式。然而，光具有很大的限制：它很难被存储。事实上，数据中心的存储目前主要依靠磁性硬盘设备。然而，在这些硬盘设备中，信息传输的能量成本正呈现出爆炸式的增长。埃因霍温理工大学光子集成研究所的研究人员开发了一种“混合技术”，展现出了光和磁存储技术的优点。 
        超短 (飞秒) 光脉冲允许数据以一种快速和高效的方式直接写入磁存储器中。此外，一旦信息被写入(或存储)，信息就会向前移动，流出新的空白内存域，以便新数据写入。这项研究发表在 《Nature Communications》 杂志上，有望彻底改变未来光子集成电路的数据存储过程。 
       数据以 “位”的形式存储在硬盘设备中，磁极的方向 (“磁化”) 决定了比特是包含数字0还是1。写入数据是通过 “切换”位元磁化方向来实现的。
合成铁磁性材料 
       通常， 当外加磁场作用时，就会使磁极的方向向上(1)或向下 (0)。另外，开关可以通过短(飞秒)激光脉冲的应用来实现，这种技术叫做全光学开关，是一种高效快速的数据存储技术。 
       光子集成研究所应用物理系博士生 Mark Lalieu 表示，用于数据存储的全光开关技术已经问世大约十年了。当全光开关首次在铁磁材料中被观察到时—铁磁材料是磁记忆器件最有前途的材料之一—这个研究领域得到了极大的发展。然而，这些材料的磁化开关需要多个激光脉冲，因此需要很长的数据写入时间。 
       Lalieu 在 Reinoud Lavrijsen 和 Bert Koopmans 的指导下，利用单脉冲飞秒激光在合成铁磁体(一种非常适合自旋电子数据存储应用的材料)中实现了全光开关，从而实现了数据的高速写入，同时降低了能耗。 
       那么全光开关与现代磁存储技术相比如何呢?Lalieu表示，使用单脉冲全光开关转换磁化方向大约只需要皮秒级的时间，比当前的技术快 100 到 1000 倍。此外，由于光学信息存储在磁位元中，不需要耗费能源的电子设备，因此在光子集成电路中具有巨大的应用潜力。 
        “飞速”数据写入 
       此外，Lalieu 将全光开关与“赛道”存储器集成在一起—赛道存储器是数据通过磁线以磁比特的形式通过电流有效传输的新型存储器。在混合系统中，磁位利用光连续写入，并通过电流沿磁导线传输，原位留下新空间用来存储新的数据。 
       Koopmans 说：“这种光和磁之间飞速复制信息的过程，没有任何电子的参与，就像从一辆行驶中的高速列车上跳到另一辆列车上一样。从“光子高速列车”到“磁高速列车”，中间没有任何停顿。通过这种方式可以提高传输速度，同时减少能源消耗。” 
       本研究是在微细电线上进行的。未来，为了更好地集成在芯片上，应该设计更小的纳米尺度器件。此外，为致力于光子存储器的集成，纳米结构的物理特性也正在被用于(磁)数据全光学读出的研究。