磁化可以用单个激光脉冲来切换。然而，目前尚不清楚底层微观过程是否可以扩展到纳米长度尺度，这是使该技术在未来数据存储应用中具有竞争力的先决条件。

德国柏林马克斯·波恩研究所的研究人员与西班牙马德里材料科学研究所和意大利的里雅斯特自由电子激光设施 FERMI 的同事合作，确定了光驱动磁化反转的基本空间极限。该论文发表在《纳米快报》杂志上。

现代磁性硬盘每平方英寸可以存储超过 1 兆兆位的数据，这意味着最小的信息单位可以编码在小于 25 纳米 x 25 纳米的区域上。在基于激光的全光切换(AOS) 中，磁编码位通过单个超短激光脉冲在“0”和“1”状态之间切换。要充分发挥 AOS 的潜力，特别是在更快的写入/擦除周期和更高的功率效率方面，需要了解如果磁位的尺寸为纳米级，它是否仍可以全光反转。

为了实现 AOS，必须将磁性材料加热到非常高的温度，使其磁化强度降低到接近零。只有这样，才能逆转其磁化强度。AOS 的转折点在于，为了介导磁切换，只需加热材料的电子，同时保持原子核晶格冷却即可。这正是光学激光脉冲的作用：它只与电子相互作用，允许以非常低的功率水平达到更高的电子温度。

然而，由于热电子通过与冷原子核散射而迅速冷却，因此必须在这一特征时间范围内足够快地降低磁化强度，即 AOS 依赖于电子温度变化与磁化强度损失之间的微妙平衡。很容易看出，当光激发被限制在纳米级时，这种平衡发生了变化：现在电子不仅可以通过“踢原子核”而损失能量，而且还可以通过扩散离开纳米级热区。

由于它们只需要穿越纳米级的距离即可完成此过程，因此该过程也会在超快时间尺度上发生，因此电子可能冷却得太快，磁化强度无法充分降低，导致 AOS 崩溃。