Heddiw, cyhoeddodd ymchwilwyr yn Crann (y Ganolfan Ymchwil ar Nanostrwythurau Addasol a Nanodevices), a’r Ysgol Ffiseg yng Ngholeg y Drindod, fod aDeunydd MagnetigWedi'i ddatblygu yn y ganolfan yn dangos y newid magnetig cyflymaf a gofnodwyd erioed.
Defnyddiodd y tîm systemau laser femtosecond yn y Labordy Ymchwil Photonics yn Crann i newid ac yna ail-newid cyfeiriadedd magnetig eu deunydd mewn triliwn o eiliad, chwe gwaith yn gyflymach na'r record flaenorol, a chan gwaith yn gyflymach na chyflymder cloc cyfrifiadur personol.
Mae'r darganfyddiad hwn yn dangos potensial y deunydd ar gyfer cenhedlaeth newydd o gyfrifiaduron cyflym iawn ynni-effeithlon a systemau storio data.
Cyflawnodd yr ymchwilwyr eu cyflymderau newid digynsail mewn aloi o'r enw MRG, a syntheseiddiwyd gyntaf gan y grŵp yn 2014 o Manganîs, Ruthenium a Gallium. Yn yr arbrawf, fe darodd y tîm ffilmiau tenau o MRG gyda pyliau o olau laser coch, gan ddarparu megawat o bŵer mewn llai na biliwn o eiliad yr eiliad.
Mae'r trosglwyddiad gwres yn newid cyfeiriadedd magnetig MRG. Mae'n cymryd degfed ran annirnadwy o bicosecond i gyflawni'r newid cyntaf hwn (1 ps = un triliwn o eiliad). Ond, yn bwysicach fyth, darganfu’r tîm y gallent newid y cyfeiriadedd yn ôl eto 10 triliwn o eiliad yn ddiweddarach. Dyma'r ail-newid cyflymaf o gyfeiriadedd magnet a arsylwyd erioed.
Cyhoeddir eu canlyniadau yr wythnos hon yn y Leading Physics Journal, Physical Review Letters.
Gallai'r darganfyddiad agor llwybrau newydd ar gyfer cyfrifiadura arloesol a thechnoleg gwybodaeth, o ystyried pwysigrwyddDeunydd Magnetigs yn y diwydiant hwn. Wedi'i guddio mewn llawer o'n dyfeisiau electronig, yn ogystal ag yn y canolfannau data ar raddfa fawr sydd wrth wraidd y Rhyngrwyd, mae deunyddiau magnetig yn darllen ac yn storio'r data. Mae'r ffrwydrad gwybodaeth cyfredol yn cynhyrchu mwy o ddata ac yn defnyddio mwy o egni nag erioed o'r blaen. Mae dod o hyd i ffyrdd newydd effeithlon o ran ynni o drin data, a deunyddiau i gyd-fynd, yn or-alwedigaeth ymchwil fyd-eang.
Yr allwedd i lwyddiant timau'r Drindod oedd eu gallu i gyflawni'r newid ultrafast heb unrhyw faes magnetig. Mae newid magnet yn draddodiadol yn defnyddio magnet arall, sy'n dod ar gost o ran egni ac amser. Gyda MRG cyflawnwyd y newid gyda phwls gwres, gan ddefnyddio rhyngweithio unigryw'r deunydd â golau.
Mae ymchwilwyr y Drindod Jean Besbas a Karsten yn marchogaeth yn trafod un llwybr o'r ymchwil:
"Deunydd MagnetigYn ei hanfod mae ganddo gof y gellir ei ddefnyddio ar gyfer rhesymeg. Hyd yn hyn, mae newid o un cyflwr magnetig 'rhesymegol 0,' i un arall 'rhesymegol 1,' wedi bod yn rhy egnïol ac yn rhy araf. Mae ein hymchwil yn mynd i'r afael â chyflymder trwy ddangos y gallwn newid MRG o un wladwriaeth i'r llall mewn 0.1 picosecondau ac yn hanfodol y gall ail switsh ddilyn dim ond 10 picosecond yn ddiweddarach, sy'n cyfateb i amledd gweithredol o ~ 100 gigahertz - yn feistr nag unrhyw beth a welwyd o'r blaen.
“Mae’r darganfyddiad yn tynnu sylw at allu arbennig ein MRG i gyplysu golau a throelli yn effeithiol fel y gallwn reoli magnetedd gyda golau a golau gyda magnetedd ar amserlenni anghyraeddadwy hyd yn hyn.”
Wrth sôn am waith ei dîm, dywedodd yr Athro Michael Coey, Ysgol Ffiseg a Crann y Drindod, “Yn 2014 pan gyhoeddodd fy nhîm a minnau gyntaf ein bod wedi creu aloi hollol newydd o fanganîs, Ruthenium a Gallium, a elwir yn MRG, ni wnaethom byth amau bod gan y deunydd y potensial magneto-optegol rhyfeddol hwn.
“Bydd yr arddangosiad hwn yn arwain at gysyniadau dyfeisiau newydd yn seiliedig ar olau a magnetedd a allai elwa o gyflymder ac effeithlonrwydd ynni cynyddol yn fawr, gan wireddu efallai un ddyfais gyffredinol gyda chof cyfun a swyddogaeth rhesymeg. Mae'n her enfawr, ond rydym wedi dangos deunydd a allai ei gwneud yn bosibl. Rydym yn gobeithio sicrhau cyllid a chydweithio diwydiant i ddilyn ein gwaith. ”
Amser Post: Mai-05-2021