磁存储和存储设备的性能取决于称为纳米磁铁的纳米级磁性元件的磁化动力学。加州大学圣克鲁斯分校的研究人员开发了一种新的光学技术，该技术可以对直径为75纳米的单个纳米磁铁进行有效分析，从而使它们能够提取关键信息以优化设备性能。
UC Santa Cruz的Kapany光电学教授电气工程师Holger Schmidt说：“这是一种为磁性存储器和其他应用获取关键设备参数的有效方法。”
施密特（Schmidt）和第一作者杨伟刚（他的实验室的博士后研究员）在《应用物理学快报》上发表的一篇论文中报告了他们的研究结果，该文章作为5月26日期刊的封面文章。
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纳米磁铁的光学分析是通过将激光脉冲对准设计用于产生表面声波并将波的振动能量聚焦在各个纳米磁铁上的光栅来实现的。图片来自：应用物理快报
施密特实验室使用的传统光学技术研究这些材料时，会使用短激光脉冲使纳米磁铁脱离平衡状态，这使研究人员可以在磁铁恢复正常状态时提取有关其性能的信息。然而，对于较小的纳米磁铁，由于光信号减少且难以拾取，因此该方法的效率非常低。
在新方法中，激光脉冲不是直接激发纳米磁铁，而是照射在形成光栅的细小条形阵列上，使它们振动并在称为表面声波的材料中产生波。通过设计带有弯曲杆的光栅，Yang和Schmidt能够将波的振动能量集中到纳米磁体的位置上。表面声波以与波相同的频率驱动纳米磁体中的磁振荡。
施密特说：“使用相同的激光功率，我们现在可以获得的信号多十倍，使我们能够看到更小的纳米磁铁。” “我们能够下降到75纳米，这与设备中使用的纳米磁铁的规模更为相关。”
研究人员还开发了一种光栅设计，该光栅设计可以从单个光脉冲沿四个不同的方向和不同的频率生成波，从而使它们能够激发四个单独的纳米磁铁在7至10 GHz范围内的不同频率下的磁化动力学。纳米磁振荡器是许多新兴的“自旋电子”技术中的重要组件。
施密特说：“这是使这些微波振荡继续下去的一种有趣的方式，这是我们想要进一步追求的。”