CRANNi (Adaptiivsete Nanostruktuuride ja Nanoseadmete Uurimiskeskus) ja Dublini Trinity Kolledži Füüsikakool teatasid täna, etmagnetiline materjalKeskuses väljatöötatud seade demonstreerib kiireimat kunagi registreeritud magnetilist lülitust.
Meeskond kasutas CRANNi fotoonika uurimislaboris femtosekundilisi lasersüsteeme, et oma materjali magnetilist orientatsiooni triljondiksekundi jooksul ümber lülitada ja seejärel uuesti lülitada, mis on kuus korda kiirem kui eelmine rekord ja sada korda kiirem kui personaalarvuti taktsagedus.
See avastus näitab materjali potentsiaali uue põlvkonna energiatõhusate ülikiirete arvutite ja andmesalvestussüsteemide jaoks.
Teadlased saavutasid enneolematud lülituskiirused sulamis nimega MRG, mille töörühm sünteesis esmakordselt 2014. aastal mangaanist, ruteeniumist ja galliumist. Eksperimendis saatis meeskond MRG õhukesi kilesid punase laserkiirguse pursketega, mis andsid megavatte võimsust vähem kui miljardiku sekundiga.
Soojusülekanne muudab MRG magnetilist orientatsiooni. Selle esimese muutuse saavutamiseks kulub kujuteldamatult kiire kümnendik pikosekundit (1 ps = üks triljondik sekundit). Kuid mis veelgi olulisem, meeskond avastas, et nad saavad orientatsiooni 10 triljondiksekundit hiljem tagasi muuta. See on kiireim kunagi täheldatud magneti orientatsiooni ümberlülitumine.
Nende tulemused avaldatakse sel nädalal juhtivas füüsikaajakirjas Physical Review Letters.
Avastus võib avada uusi teid uuendusliku arvuti- ja infotehnoloogia jaoks, arvestades selle olulisust.magnetiline materjalselles tööstusharus. Paljudes meie elektroonikaseadmetes ja interneti südames asuvates suurtes andmekeskustes on peidetud magnetilised materjalid, mis loevad ja salvestavad andmeid. Praegune infoplahvatus genereerib rohkem andmeid ja tarbib rohkem energiat kui kunagi varem. Uute energiatõhusate andmete manipuleerimise viiside ja vastavate materjalide leidmine on ülemaailmne uurimisteema.
Trinity meeskondade edu võti oli võime saavutada ülikiire lülitamine ilma igasuguse magnetväljata. Traditsiooniline magneti lülitamine kasutab teist magnetit, mis on kulukas nii energia kui ka aja osas. MRG puhul saavutati lülitamine soojusimpulsi abil, kasutades ära materjali ainulaadset interaktsiooni valgusega.
Kolmainsuse uurijad Jean Besbas ja Karsten Rode arutlevad ühe uurimissuuna üle:
„Magnetiline materjalNeil on loomupäraselt mälu, mida saab kasutada loogika jaoks. Siiani on ühelt magnetiliselt olekult „loogiline 0” teisele „loogiline 1” üleminek olnud liiga energiamahukas ja liiga aeglane. Meie uuring käsitleb kiirust, näidates, et saame MRG-d ühest olekust teise lülitada 0,1 pikosekundiga ja mis kõige tähtsam, teine lülitus saab järgneda vaid 10 pikosekundit hiljem, mis vastab töösagedusele ~100 gigahertsi – kiiremini kui kõik varem täheldatud.
„Avastus rõhutab meie MRG erilist võimet valgust ja spinni tõhusalt siduda, et saaksime valguse abil magnetismi ja magnetismi abil valgust kontrollida seni saavutamatutel ajavahemikel.“
Trinity füüsikakooli ja CRANNi professor Michael Coey kommenteeris oma meeskonna tööd: „Kui me 2014. aastal meeskonnaga esimest korda teatasime, et oleme loonud täiesti uue mangaani, ruteeniumi ja galliumi sulami, mida tuntakse MRG nime all, ei osanud me kunagi kahtlustada, et sellel materjalil on nii märkimisväärne magnetooptiline potentsiaal.“
„See demonstratsioon viib uute valgusel ja magnetismil põhinevate seadmekontseptsioonideni, mis võiksid oluliselt suurenenud kiirusest ja energiatõhususest kasu saada, ehk lõpuks realiseerides ühe universaalse seadme, millel on kombineeritud mälu ja loogika funktsionaalsus. See on tohutu väljakutse, kuid oleme näidanud materjali, mis võib selle võimalikuks teha. Loodame oma töö jätkamiseks kindlustada rahastamise ja tööstuskoostöö.“
Postituse aeg: 05.05.2021