Investigadors de Crann (el Centre de Recerca sobre Nanoestructures Adaptatives i Nanodes), i l'Escola de Física del Trinity College Dublin, han anunciat avui que unmaterial magnèticDesenvolupat al centre demostra la commutació magnètica més ràpida mai registrada.
L’equip va utilitzar sistemes làser femtosegons al laboratori d’investigació de fotònics a Crann per canviar i després canviar l’orientació magnètica del seu material en bilions de segon, sis vegades més ràpid que el registre anterior i cent vegades més ràpid que la velocitat del rellotge d’un ordinador personal.
Aquest descobriment demostra el potencial del material per a una nova generació d’ordinadors i sistemes d’emmagatzematge de dades ultra ràpids eficients energèticament.
Els investigadors van aconseguir les seves velocitats de commutació sense precedents en un aliatge anomenat MRG, per primera vegada sintetitzat pel grup el 2014 de manganès, ruteni i Gallium. A l'experiment, l'equip va colpejar pel·lícules primes de MRG amb ràfegues de llum làser vermella, proporcionant megawatts de poder en menys d'un mil·lèsima de segon.
La transferència de calor canvia l’orientació magnètica de MRG. Es necessita una desena desena de forma inimaginablement ràpida per aconseguir aquest primer canvi (1 ps = un bilió de segon). Però, el que és més important, l'equip va descobrir que podrien tornar a canviar l'orientació 10 bilions d'un segon després. Aquesta és la re-commutació més ràpida de l'orientació d'un imant que s'ha observat mai.
Els seus resultats es publiquen aquesta setmana a The Leading Physics Journal, Physical Review Letters.
El descobriment podria obrir noves vies per a la informàtica innovadora i la tecnologia de la informació, donada la importància dematerial magnètics en aquesta indústria. Amagat en molts dels nostres dispositius electrònics, així com en els centres de dades a gran escala al cor d’internet, els materials magnètics llegeixen i emmagatzemen les dades. L’explosió d’informació actual genera més dades i consumeix més energia que mai. Trobar noves maneres eficients energèticament de manipular dades i materials a combinar, és una preocupació de la investigació a tot el món.
La clau de l’èxit dels equips de la Trinitat va ser la seva capacitat per aconseguir el canvi ultrafast sense cap camp magnètic. La commutació tradicional d’un imant utilitza un altre imant, que suposa un cost tant en l’energia com en el temps. Amb MRG, la commutació es va aconseguir amb un pols de calor, fent ús de la interacció única del material amb la llum.
Els investigadors de Trinity, Jean Besbas i Karsten, van discutir una avinguda de la investigació:
)Material magnètics de manera inherent té memòria que es pot utilitzar per a la lògica. Fins ara, canviar d'un estat magnètic "lògic 0," a un altre "lògic 1", ha estat massa energètic i massa lent. La nostra investigació aborda la velocitat demostrant que podem canviar MRG d’un estat a un altre en 0,1 picosegons i, crucialment, que un segon interruptor pot seguir només 10 picosegons més tard, corresponent a una freqüència operativa de ~ 100 gigahertz - més que qualsevol cosa observada abans.
"El descobriment posa de manifest la capacitat especial del nostre MRG de combinar eficaçment la llum i el gir perquè puguem controlar el magnetisme amb llum i llum amb magnetisme en escales de temps fins ara inaccessibles."
Comentant el treball del seu equip, el professor Michael Coey, la Trinity's School of Physics i Crann, va dir: "El 2014, quan el meu equip i jo vam anunciar per primera vegada que havíem creat un aliatge completament nou de manganès, ruteni i gallium, conegut com MRG, mai no vam sospitar que el material tenia aquest notable potencial magneto-òptic.
“Aquesta demostració comportarà nous conceptes de dispositius basats en la llum i el magnetisme que podrien beneficiar -se d’un augment de la velocitat i l’eficiència energètica, potser en última instància, realitzant un dispositiu universal únic amb memòria combinada i funcionalitat lògica. És un repte enorme, però hem mostrat un material que pot fer -ho possible. Esperem aconseguir el finançament i la col·laboració de la indústria per dur a terme la nostra feina. "
Hora de publicació: maig-05-2021