Изследователи от Crann (Центърът за изследвания на адаптивните наноструктури и наноделеци) и училището по физика в Trinity College Dublin, днес обявиха, че aмагнитен материалРазработено в центъра демонстрира най -бързото магнитно превключване, записано някога.
Екипът използва лазерни системи Femtosecond в лабораторията за изследване на Photonics в Crann, за да превключва и след това да превключва отново магнитната ориентация на техния материал в трилионта от секунда, шест пъти по-бързо от предишния запис и сто пъти по-бързо от скоростта на часовника на личен компютър.
Това откритие демонстрира потенциала на материала за ново поколение енергийно ефективни ултра бързи компютри и системи за съхранение на данни.
Изследователите постигнаха своите безпрецедентни скорости на превключване в сплав, наречена MRG, за първи път синтезирана от групата през 2014 г. от манган, рутениев и галий. В експеримента екипът удари тънки филми на MRG с изблици на червена лазерна светлина, доставяйки мегавата мощност за по -малко от милиард от секунда.
Топлопредаването превключва магнитната ориентация на MRG. Необходимо е невъобразимо бърза десета от пикосекунда, за да се постигне тази първа промяна (1 ps = една трилионна от секундата). Но по -важното е, че екипът откри, че може да превключи ориентацията отново 10 трилиона от секундата по -късно. Това е най-бързото преобръщане на ориентацията на магнита, наблюдавана някога.
Техните резултати са публикувани тази седмица във водещия журнал за физика, Physical Review Letters.
Откритието може да отвори нови пътища за иновативни изчислителни и информационни технологии, като се има предвид важността намагнитен материалS в тази индустрия. Скрити в много от нашите електронни устройства, както и в мащабните центрове за данни в сърцето на интернет, магнитните материали четат и съхраняват данните. Настоящата информационна експлозия генерира повече данни и консумира повече енергия от всякога. Намирането на нови енергийно ефективни начини за манипулиране на данни и материали, които да съответстват, е загриженост за изследване в световен мащаб.
Ключът към успеха на екипите на Trinity беше способността им да постигнат ултрабърното превключване без магнитно поле. Традиционното превключване на магнит използва друг магнит, който идва на цена както по отношение на енергията, така и на времето. С MRG превключването се постига с топлинен импулс, използвайки уникалното взаимодействие на материала със светлината.
Изследователите на Тринити Жан Бесбас и Карстен RODE обсъждат един авеню на изследването:
„Магнитен материалs по своята същност има памет, която може да се използва за логика. Досега преминаването от едно магнитно състояние „логично 0“ към друго „логично 1“ е твърде енергично гладно и твърде бавно. Нашите изследвания се отнасят до скоростта, като показват, че можем да превключим MRG от едно състояние в друго в 0,1 пикосекунди и от съществено значение, че втори превключвател може да последва само 10 пикосекунди по -късно, съответстващ на оперативна честота от ~ 100 гигахерца - по -бързо от всичко, наблюдавано преди.
„Откритието подчертава специалната способност на нашия MRG ефективно да свърже светлината и да се върти, така че да можем да контролираме магнетизма със светлина и светлина с магнетизъм на досега непостижими времеви граници.“
Коментирайки работата на екипа си, професор Майкъл Коу, училището по физика и Кран на Тринити, каза: „През 2014 г., когато моят екип и аз за първи път обявихме, че сме създали напълно нова сплав от манган, рутений и галий, известен като MRG, ние никога не подозирахме, че материалът има този забележителен магнито-оптичен потенциал.
„Тази демонстрация ще доведе до нови концепции за устройства, базирани на светлина и магнетизъм, които биха могли да се възползват от значително повишена скорост и енергийна ефективност, може би в крайна сметка реализиране на едно универсално устройство с комбинирана памет и логическа функционалност. Това е огромно предизвикателство, но ние показахме материал, който може да го направи възможно. Надяваме се да осигурим финансиране и сътрудничество в индустрията, за да продължим работата си. “
Време за публикация: май-05-2021