Investigadores de CRANN (Centro de Investigación sobre Nanoestructuras y Nanodispositivos Adaptativos) y la Escuela de Física del Trinity College Dublin, anunciaron hoy que unmaterial magnéticodesarrollado en el Centro demuestra la conmutación magnética más rápida jamás registrada.
El equipo utilizó sistemas láser de femtosegundo en el Laboratorio de Investigación de Fotónica de CRANN para cambiar y luego volver a cambiar la orientación magnética de su material en una billonésima de segundo, seis veces más rápido que el récord anterior y cien veces más rápido que la velocidad del reloj de una computadora personal.
Este descubrimiento demuestra el potencial del material para una nueva generación de ordenadores y sistemas de almacenamiento de datos ultrarrápidos energéticamente eficientes.
Los investigadores lograron velocidades de conmutación sin precedentes en una aleación llamada MRG, sintetizada por primera vez por el grupo en 2014 a partir de manganeso, rutenio y galio.En el experimento, el equipo impactó películas delgadas de MRG con ráfagas de luz láser roja, generando megavatios de potencia en menos de una milmillonésima de segundo.
La transferencia de calor cambia la orientación magnética de MRG.Se necesita una décima de picosegundo inimaginablemente rápida para lograr este primer cambio (1 ps = una billonésima de segundo).Pero, lo que es más importante, el equipo descubrió que podían volver a cambiar la orientación 10 billonésimas de segundo después.Este es el cambio de orientación de un imán más rápido jamás observado.
Sus resultados se publican esta semana en la revista líder en física, Physical Review Letters.
El descubrimiento podría abrir nuevas vías para la informática y la tecnología de la información innovadoras, dada la importancia dematerial magnéticos en esta industria.Escondidos en muchos de nuestros dispositivos electrónicos, así como en los grandes centros de datos en el corazón de Internet, los materiales magnéticos leen y almacenan los datos.La actual explosión de información genera más datos y consume más energía que nunca.Encontrar nuevas formas energéticamente eficientes de manipular datos y materiales compatibles es una preocupación de investigación mundial.
La clave del éxito de los equipos de Trinity fue su capacidad para lograr la conmutación ultrarrápida sin ningún campo magnético.La conmutación tradicional de un imán utiliza otro imán, lo que supone un coste tanto en términos de energía como de tiempo.Con MRG, la conmutación se logró con un pulso de calor, aprovechando la interacción única del material con la luz.
Los investigadores de Trinity, Jean Besbas y Karsten Rode, analizan una vía de investigación:
“Material magnéticoLos s tienen inherentemente memoria que puede usarse para lógica.Hasta ahora, cambiar de un estado magnético '0 lógico' a otro '1 lógico' ha requerido demasiada energía y es demasiado lento.Nuestra investigación aborda la velocidad al mostrar que podemos cambiar MRG de un estado a otro en 0,1 picosegundos y, lo que es más importante, que un segundo cambio puede seguir solo 10 picosegundos después, lo que corresponde a una frecuencia operativa de ~ 100 gigahercios, más rápido que cualquier cosa observada antes.
"El descubrimiento destaca la capacidad especial de nuestro MRG para acoplar eficazmente la luz y el giro, de modo que podamos controlar el magnetismo con luz y la luz con magnetismo en escalas de tiempo hasta ahora inalcanzables".
Al comentar sobre el trabajo de su equipo, el profesor Michael Coey, de la Escuela de Física de Trinity y CRANN, dijo: “En 2014, cuando mi equipo y yo anunciamos por primera vez que habíamos creado una aleación completamente nueva de manganeso, rutenio y galio, conocida como MRG, nunca Sospeché que el material tenía este notable potencial magnetoóptico.
“Esta demostración conducirá a nuevos conceptos de dispositivos basados en la luz y el magnetismo que podrían beneficiarse de una velocidad y eficiencia energética mucho mayores, quizás en última instancia logrando un dispositivo universal único con funcionalidad combinada de memoria y lógica.Es un reto enorme, pero hemos mostrado un material que puede hacerlo posible.Esperamos conseguir financiación y colaboración de la industria para continuar con nuestro trabajo”.
Hora de publicación: 05-may-2021