Forscher von CRANN (dem Zentrum für Forschung zu adaptiven Nanostrukturen und Nanodevices) und der School of Physics am Trinity College Dublin gab heute bekannt, dass aMagnetmaterialIm Zentrum entwickelt, zeigt die schnellste magnetische Schaltung, die jemals aufgezeichnet wurde.
Das Team verwendete Femtosekunden-Lasersysteme im Photonics Research Laboratory in CRANN, um die magnetische Ausrichtung ihres Materials in Billionstunden von einem Sekunde, sechsmal schneller als die vorherige Aufzeichnung und hundertmal schneller als die Taktgeschwindigkeit eines PC-Computers zu wechseln.
Diese Entdeckung zeigt das Potenzial des Materials für eine neue Generation energieeffizienter ultraschneller Computer und Datenspeichersysteme.
Die Forscher erreichten ihre beispiellose Schaltgeschwindigkeiten in einer Legierung namens MRG, die 2014 von der Gruppe von Mangan, Ruthenium und Gallium synthetisiert wurde. In dem Experiment traf das Team Dünnfilme von MRG mit rotem Laserlicht und lieferte Megawatt von Macht in weniger als einer Milliardstel einer Sekunde.
Die Wärmeübertragung wechselt die magnetische Ausrichtung von MRG. Es dauert ein unvorstellbar schnelles Zehntel Pikosekunde, um diese erste Änderung zu erreichen (1 ps = eine Billionsth einer zweiten). Noch wichtiger ist jedoch, dass das Team feststellte, dass es die Orientierung um 10 Billionen einer Sekunde später wieder umstellen konnte. Dies ist die schnellste Umschaltung der Orientierung eines Magneten, die jemals beobachtet wurde.
Ihre Ergebnisse werden diese Woche im führenden Physics Journal Physical Review Letters veröffentlicht.
Die Entdeckung könnte neue Wege für innovative Computer- und Informationstechnologie eröffnen, da die Bedeutung von Bedeutung istMagnetmaterials in dieser Branche. In vielen unserer elektronischen Geräte sowie in den groß angelegten Rechenzentren im Herzen des Internets versteckt, lesen und speichern magnetische Materialien die Daten. Die aktuelle Informationsxplosion generiert mehr Daten und verbraucht mehr Energie als je zuvor. Es ist eine weltweite Forschungsergebnis, neue energieeffiziente Möglichkeiten zur Manipulation von Daten und Materialien zu finden.
Der Schlüssel zum Erfolg der Trinity -Teams war ihre Fähigkeit, den ultraschnellen Schalter ohne Magnetfeld zu erreichen. Das traditionelle Wechsel eines Magneten verwendet einen anderen Magneten, der sowohl in Bezug auf Energie als auch die Zeit mit Kosten ausgesetzt ist. Bei MRG wurde der Schalter mit einem Wärmeimpuls erreicht, wodurch die einzigartige Wechselwirkung des Materials mit Licht verwendet wurde.
Trinity -Forscher Jean Besbas und Karsten Rode diskutieren einen Weg der Forschung:
“MagnetmaterialS haben von Natur aus Speicher, der für die Logik verwendet werden kann. Bisher war der Umschalten von einem magnetischen Zustand 'logisch 0' zu einem anderen 'logischen 1' zu energiehungrisch und zu langsam. Unsere Forschung befasst sich mit der Geschwindigkeit, indem wir zeigen, dass wir MRG von einem Zustand in 0,1 Pikosekunden wechseln können und dass ein zweiter Schalter später nur 10 Pikosekunden später folgen kann, was einer Betriebsfrequenz von ~ 100 Gigahertz entspricht - Faster als alles, was zuvor beobachtet wurde.
"Die Entdeckung unterstreicht die besondere Fähigkeit unserer MRG, Licht und Spin effektiv zu koppeln, damit wir Magnetismus mit Licht und Licht mit Magnetismus auf bisher unerreichbaren Zeitskalen steuern können."
Professor Michael Coey, Trinitys School of Physics and CRANN, kommentierte die Arbeit seines Teams und sagte: „Als mein Team und ich zum ersten Mal bekannt waren, dass wir eine völlig neue Legierung von Mangan, Ruthenium und Gallium, bekannt als MRG, geschaffen hatten, haben wir nie vermutet, dass das Material dieses bemerkenswerte magneto-optische Potenzial hatte.
„Diese Demonstration wird zu neuen Gerätekonzepten führen, die auf Licht und Magnetismus basieren, die von einer stark erhöhten Geschwindigkeit und Energieeffizienz profitieren könnten, was möglicherweise letztendlich ein einzelnes universelles Gerät mit kombiniertem Speicher und logischer Funktionalität realisiert. Es ist eine große Herausforderung, aber wir haben ein Material gezeigt, das es möglich macht. Wir hoffen, die Mittel für die Finanzierung und die Zusammenarbeit der Branche zu sichern, um unsere Arbeit zu verfolgen. “
Postzeit: Mai-05-2021