加州大学圣迭戈分校研究人员通过重新塑造并缩小超快激光束，在由九层铂和钴交替构成的磁性材料中实现了光学切换，突破了此前实验中材料厚度通常不能超过三层的限制。研究成果于9月15日发表于《自然·通讯》。

硬盘中的数字信息由大量微小磁区代表，传统写入方式通常依靠外部磁场翻转磁区状态，耗能较高，也限制了数据写入速度。研究人员估计，光学切换利用极短、可聚焦的光脉冲改变磁性状态，速度可能比依靠外部磁场的方法快一千倍以上，但过去受磁性材料结构和光线偏振条件限制。

此前实验发现，磁性材料厚度超过三层后，光学切换效果会受到抑制，限制了材料厚度及长期保存数据的能力；早期方案还要求光线具有特定偏振，也就是电场方向必须符合特定条件。此次团队通过调整光束形状、大小和能量分布，在九层铂钴结构中实现切换，同时不再要求特定偏振，显示对光束进行工程设计有望突破材料和光线方面的限制。

磁化翻转会在多个激光脉冲中逐步形成。首批脉冲将足够的热量集中到微小区域，使该区域的磁状态反转；后续脉冲逐渐扩大反转区域，直至其稳定。因此，控制光能落点有助于决定磁化区域如何形成和扩展。研究团队表示，光束越小，未来就越有机会在同等空间内实现更小、更密集的光学存储。

研究由光学团队与薄膜磁性材料专家合作完成。论文资深作者、该校电气与计算机工程系教授阿卜杜拉耶·恩道表示，团队没有重新设计磁性材料，而是重新设计光本身，借此观察到此前未被认为可能出现的性质。第一作者穆罕默德·瓦利德·哈立德称，实验结果新颖且反常，团队花了大量时间重复实验，确认发现并非偶然现象。

团队目前正在研究能把光限制在更小空间内的光学结构，目标是将光束缩小至数百纳米，以探索工程化光线如何在更微小尺度控制磁性。要用于商业存储设备，还需要解决如何实用地生成和传递脉冲的问题。实验所用的专用超快激光器目前难以集成进电脑芯片，另一条可能的路线是寻找能够在更易集成的激光器作用下产生类似效果的磁性材料。