Navorsers by CRANN (The Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices), en die Skool vir Fisika by Trinity College Dublin, het vandag aangekondig dat 'nmagnetiese materiaalontwikkel by die Sentrum demonstreer die vinnigste magnetiese skakeling wat nog ooit aangeteken is.
Die span het femtosekonde-laserstelsels in die Photonics Research Laboratory by CRANN gebruik om die magnetiese oriëntasie van hul materiaal in triljoenste van 'n sekonde, ses keer vinniger as die vorige rekord en honderd keer vinniger as die klokspoed van 'n persoonlike rekenaar.
Hierdie ontdekking demonstreer die potensiaal van die materiaal vir 'n nuwe generasie energiedoeltreffende ultravinnige rekenaars en databergingstelsels.
Die navorsers het hul ongekende skakelspoed bereik in 'n legering genaamd MRG, wat die eerste keer in 2014 deur die groep gesintetiseer is uit mangaan, rutenium en gallium.In die eksperiment het die span dun films van MRG met sarsies rooi laserlig getref, wat megawatt krag in minder as 'n miljardste van 'n sekonde lewer.
Die hitte-oordrag verander die magnetiese oriëntasie van MRG.Dit neem 'n onvoorstelbare vinnige tiende van 'n pikosekonde om hierdie eerste verandering te bereik (1 ps = een triljoenste van 'n sekonde).Maar, nog belangriker, die span het ontdek dat hulle die oriëntasie weer 10 triljoenste van 'n sekonde later kon verander.Dit is die vinnigste herwisseling van 'n magneet se oriëntasie wat nog ooit waargeneem is.
Hul resultate word vandeesweek in die voorste fisika-joernaal, Physical Review Letters, gepubliseer.
Die ontdekking kan nuwe weë oopmaak vir innoverende rekenaar- en inligtingstegnologie, gegewe die belangrikheid vanmagnetiese materiaals in hierdie bedryf.Versteek in baie van ons elektroniese toestelle, sowel as in die grootskaalse datasentrums in die hart van die internet, lees en stoor magnetiese materiaal die data.Die huidige inligtingsontploffing genereer meer data en verbruik meer energie as ooit tevore.Om nuwe energie-doeltreffende maniere te vind om data te manipuleer, en materiale om by te pas, is 'n wêreldwye navorsingsbekommernis.
Die sleutel tot die Trinity-spanne se sukses was hul vermoë om die ultravinnige skakeling sonder enige magnetiese veld te bereik.Tradisionele omskakeling van 'n magneet gebruik 'n ander magneet, wat teen koste kom in terme van beide energie en tyd.Met MRG is die oorskakeling met 'n hittepuls bewerkstellig, wat gebruik maak van die materiaal se unieke interaksie met lig.
Trinity-navorsers Jean Besbas en Karsten Rode bespreek een manier van die navorsing:
“Magnetiese materiaals het inherent geheue wat vir logika gebruik kan word.Tot dusver was die oorskakeling van een magnetiese toestand 'logiese 0' na 'n ander 'logiese 1' te energiehonger en te stadig.Ons navorsing spreek spoed aan deur te wys dat ons MRG van een toestand na 'n ander kan oorskakel in 0,1 pikosekondes en van kardinale belang dat 'n tweede skakelaar slegs 10 pikosekondes later kan volg, wat ooreenstem met 'n operasionele frekwensie van ~ 100 gigahertz—vinniger as enigiets wat voorheen waargeneem is.
"Die ontdekking beklemtoon die spesiale vermoë van ons MRG om lig en spin effektief te koppel sodat ons magnetisme met lig en lig met magnetisme kan beheer op tot dusver onhaalbare tydskale."
In kommentaar op sy span se werk het professor Michael Coey, Trinity se Skool vir Fisika en CRANN, gesê: “In 2014 toe ek en my span die eerste keer aangekondig het dat ons 'n heeltemal nuwe legering van mangaan, rutenium en gallium, bekend as MRG, geskep het, het ons nooit vermoed die materiaal het hierdie merkwaardige magneto-optiese potensiaal.
“Hierdie demonstrasie sal lei tot nuwe toestelkonsepte gebaseer op lig en magnetisme wat baat kan vind by aansienlik verhoogde spoed en energiedoeltreffendheid, miskien uiteindelik 'n enkele universele toestel met gekombineerde geheue en logika-funksionaliteit te verwesenlik.Dit is 'n groot uitdaging, maar ons het 'n materiaal gewys wat dit moontlik kan maak.Ons hoop om befondsing en bedryfsamewerking te verseker om ons werk voort te sit.”
Postyd: Mei-05-2021