Vědci v Crann (Centrum pro výzkum adaptivních nanostruktur a nanodevices) a School of Physics na Trinity College Dublin dnes oznámilimagnetický materiálVyvinuté ve středu demonstrují nejrychlejší magnetické přepínání, jaké kdy bylo zaznamenáno.
Tým používal femtosekundové laserové systémy ve výzkumné laboratoři fotoniky v Crann, aby přepnul a poté přepnul magnetickou orientaci jejich materiálu v bilionténě sekundy, šestkrát rychlejší než předchozí záznam a stokrát rychlejší než rychlost hodin osobního počítače.
Tento objev demonstruje potenciál materiálu pro novou generaci energeticky účinných ultrarychlých počítačů a systémů ukládání dat.
Vědci dosáhli svých bezprecedentních přepínacích rychlostí ve slitině zvané MRG, nejprve syntetizovanou skupinou v roce 2014 z manganu, ruthenia a gallia. V experimentu tým zasáhl tenké filmy MRG s výbuchy červeného laserového světla a dodával megawatty síly za méně než miliardu sekundy.
Přenos tepla přepíná magnetickou orientaci MRG. K dosažení této první změny vyžaduje nepředstavitelně rychlou desetinu pikosekundu (1 ps = jedna bilionta sekundy). Ale co je důležitější, tým zjistil, že by mohl později změnit orientaci o 10 bilionů o sekundu. Toto je nejrychlejší přepínání orientace magnetu, jaké kdy bylo pozorováno.
Jejich výsledky jsou zveřejňovány tento týden v předním časopise Physics Journal, Physical Review Letters.
Objev by mohl otevřít nové cesty pro inovativní výpočetní a informační technologie, vzhledem k důležitostimagnetický materiáls v tomto odvětví. Magnetické materiály, které jsou skryty v mnoha našich elektronických zařízeních, stejně jako ve velkých datových centrech v centru internetu, čte a ukládají data. Aktuální výbuch informací generuje více dat a spotřebovává více energie než kdykoli předtím. Nalezení nových energeticky účinných způsobů, jak manipulovat s údaji a materiály, aby se shodovaly, je celosvětově zaujetí výzkumu.
Klíčem k úspěchu týmů Trinity byla jejich schopnost dosáhnout ultrarychlého přepínání bez jakéhokoli magnetického pole. Tradiční přepínání magnetu používá jiný magnet, který přichází za cenu, pokud jde o energii i čas. S MRG bylo přepínání dosaženo tepelným pulsem, což využívalo jedinečnou interakci materiálu se světlem.
Vědci z Trinity Jean Besbas a Karsten jezdili o jedné cestě výzkumu:
"Magnetický materiálS ze své podstaty má paměť, kterou lze použít pro logiku. Doposud bylo přepnutí z jednoho magnetického stavu „logické 0,“ na jiný „logické 1“ příliš hladovějící a příliš pomalé. Náš výzkum se zabývá rychlostí tím, že ukazuje, že MRG můžeme přepnout z jednoho stavu na druhý v 0,1 picosekundách a zásadně, že druhý přepínač může následovat pouze o 10 pikosekund později, což odpovídá provozní frekvenci ~ 100 gigahertz - rychlejší než cokoli předtím.
"Objev zdůrazňuje zvláštní schopnost našeho MRG efektivně spojit světlo a točit, abychom mohli ovládat magnetismus světlem a světlem magnetismem na dosud nedosažitelných časových úsecích."
Profesor Michael Coey, Trinity's Physics and Crann, v komentáři k práci svého týmu, řekl: „V roce 2014, kdy jsme s týmem poprvé oznámili, že jsme vytvořili zcela novou slitinu manganu, ruthenia a gallia, známého jako MRG, nikdy jsme měli podezření, že materiál má tento pozoruhodný magneto-optický potenciál.
„Tato demonstrace povede k novým konceptům zařízení založené na světle a magnetismu, které by mohly těžit z výrazně zvýšené rychlosti a energetické účinnosti, možná si nakonec realizují jediné univerzální zařízení s kombinovanou pamětí a logickou funkčností. Je to obrovská výzva, ale ukázali jsme materiál, který to může umožnit. Doufáme, že zajistíme financování a spolupráci v oboru při pokračování v naší práci. “
Čas příspěvku: květen-05-2021