مواد مغناطیسی رکورد سوئیچینگ فوق العاده سریع را می شکند

محققان در Crann (مرکز تحقیقات نانوساختارهای تطبیقی ​​و نانودویکس) و دانشکده فیزیک در کالج ترینیتی دوبلین ، امروز اعلام کردند کهماده مغناطیسیتوسعه یافته در مرکز نشان می دهد سریعترین تعویض مغناطیسی که تاکنون ثبت شده است.

این تیم از سیستم های لیزر Femtosecond در آزمایشگاه تحقیقاتی فوتونیک در Crann استفاده کرده است تا بتواند جهت گیری مغناطیسی مواد خود را در تریلیونمین ثانیه دوم ، شش برابر سریعتر از رکورد قبلی و صد برابر سریعتر از سرعت ساعت یک رایانه شخصی دوباره تغییر دهد.

این کشف پتانسیل مواد را برای نسل جدیدی از رایانه های فوق العاده سریع و سیستم های ذخیره سازی داده ها نشان می دهد.

محققان به سرعت سوئیچینگ بی سابقه خود در آلیاژ به نام MRG دست یافتند که برای اولین بار توسط این گروه در سال 2014 از منگنز ، روتنیم و گالیم سنتز شد. در این آزمایش ، این تیم به فیلم های نازک MRG با انفجار نور لیزر قرمز برخورد کرد و مگاوات قدرت را در کمتر از یک میلیاردم ثانیه به دست آورد.

انتقال حرارت جهت مغناطیسی MRG را تغییر می دهد. برای رسیدن به این تغییر اول (1 ps = یک تریلیونمین ثانیه) یک دهم غیرقابل تصور از یک پیکوس ثانیه طول می کشد. اما مهمتر از همه ، تیم کشف کرد که می توانند جهت گیری دوباره 10 تریلیونمین ثانیه از ثانیه را تغییر دهند. این سریعترین تغییر مجدد جهت گیری آهنربا است که تاکنون مشاهده شده است.

نتایج آنها این هفته در مجله پیشرو فیزیک ، نامه های فیزیکی بررسی شده است.

این کشف می تواند با توجه به اهمیت آن ، راه های جدیدی را برای محاسبات و فناوری اطلاعات نوآورانه باز کندماده مغناطیسیدر این صنعت در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی ما و همچنین در مراکز داده در مقیاس بزرگ در قلب اینترنت پنهان شده است ، مواد مغناطیسی داده ها را خوانده و ذخیره می کنند. انفجار اطلاعات فعلی داده های بیشتری ایجاد می کند و انرژی بیشتری نسبت به گذشته مصرف می کند. پیدا کردن روشهای جدید کارآمد انرژی برای دستکاری داده ها و مواد برای مطابقت ، یک دغدغه تحقیق در سطح جهان است.

نکته اصلی موفقیت تیم های ترینیتی توانایی آنها در دستیابی به سوئیچینگ Ultrafast بدون هیچ میدان مغناطیسی بود. تعویض سنتی یک آهنربا از آهنربای دیگری استفاده می کند که از نظر انرژی و زمان هزینه ای دارد. با MRG سوئیچینگ با پالس گرما حاصل شد و از تعامل منحصر به فرد مواد با نور استفاده می شود.

محققان ترینیتی ژان بسباس و کارستن در مورد یک خیابان تحقیق بحث می کنند:

"ماده مغناطیسیS ذاتاً دارای حافظه ای است که می تواند برای منطق استفاده شود. تا کنون ، تغییر از یک حالت مغناطیسی "منطقی 0" ، به "منطقی 1" ، بیش از حد گرسنه و خیلی کند بوده است. تحقیقات ما با نشان دادن اینکه می توانیم MRG را از یک حالت به حالت دیگر در 0.1 picoseconds تغییر دهیم و به طور مهم که یک سوئیچ دوم می تواند فقط 10 پیکوز ثانیه را دنبال کند ، مربوط به فرکانس عملیاتی 100 Gigahertz - از هر چیزی که قبلاً مشاهده شده است ، استفاده کند.

"این کشف توانایی ویژه MRG ما را به طور مؤثر در جفت کردن نور و چرخش برجسته می کند تا بتوانیم مغناطیس را با نور و نور با مغناطیس در بازه های زمانی غیرقابل تحقق کنترل کنیم."

پروفسور مایکل کوئی ، دانشکده فیزیک و کران ، با اظهار نظر در مورد کار تیمش ، گفت: "در سال 2014 وقتی تیم من و من برای اولین بار اعلام کردیم که ما یک آلیاژ کاملاً جدید از منگنز ، روتنیم و گالیم ایجاد کرده ایم ، معروف به MRG ، ما هرگز مشکوک نبودیم که این مواد این پتانسیل قابل توجه مغناطیسی را داشته باشد.

وی گفت: "این تظاهرات منجر به مفاهیم جدید دستگاه مبتنی بر نور و مغناطیس می شود که می تواند از سرعت و بهره وری انرژی زیادی بهره مند شود ، شاید در نهایت تحقق یک دستگاه جهانی واحد با حافظه و عملکرد منطق را تحقق بخشد. این یک چالش بزرگ است ، اما ما ماده ای را نشان داده ایم که ممکن است آن را امکان پذیر کند. ما امیدواریم که بودجه و همکاری صنعت را برای پیگیری کار خود تأمین کنیم. "