Cranni -tutkijat (adaptiiviset nanorakenteet ja nanodeviikotmagneettinen materiaaliKeskustassa kehitetty nopein magneettinen kytkentä koskaan tallennettu.
Ryhmä käytti femtosekunnin laserjärjestelmiä Crann-fotoniikan tutkimuslaboratoriossa vaihtamaan ja kytkemään sitten materiaalinsa magneettisen suuntauksen toisen, kuusi kertaa nopeammin kuin edellinen ennätys ja sata kertaa nopeampi kuin henkilökohtaisen tietokoneen kellonopeus.
Tämä löytö osoittaa materiaalin potentiaalin uuden sukupolven energiatehokkaisiin erittäin nopeasti tietokoneisiin ja tietojen tallennusjärjestelmiin.
Tutkijat saavuttivat ennennäkemättömän kytkentänopeutensa MRG -nimisessä seoksessa, jonka ryhmä syntetisoi ensin vuonna 2014 mangaanista, Rutheniumista ja Galliumista. Kokeessa joukkue osui MRG: n ohuihin kalvoihin punaisella laservalon purskeella, toimittaen megawatteja, jotka ovat vähintään miljardi sekunnissa.
Lämmönsiirto kytkee MRG: n magneettisen suuntauksen. Se vie mielikuvituksellisesti nopean kymmenesosan pikosekunnista tämän ensimmäisen muutoksen saavuttamiseksi (1 ps = yksi biljoonaa sekunnista). Mutta mikä tärkeintä, joukkue huomasi, että he voisivat vaihtaa suuntauksen takaisin 10 biljoonaa sekunnista myöhemmin. Tämä on kaikkien aikojen havaittu magneetin suunnan nopein uudelleenkytkentä.
Heidän tuloksensa julkaistaan tällä viikolla johtavassa fysiikan lehdessä, Physical Review Letters.
Löytö voisi avata uusia tapoja innovatiiviselle tietojenkäsittelylle ja tietotekniikalle, kun otetaan huomioonmagneettinen materiaaliS tällä alalla. Piilotettu moniin elektronisiin laitteisiin sekä Internetin ytimessä olevissa laajamittaisissa tietokeskuksissa magneettiset materiaalit lukevat ja tallentavat tiedot. Nykyinen tiedon räjähdys tuottaa enemmän tietoa ja kuluttaa enemmän energiaa kuin koskaan ennen. Uusien energiatehokkaiden tapojen löytäminen tietojen manipulointiin ja vastaamaan materiaaleihin on maailmanlaajuinen tutkimuksen huolenaihe.
Avain Trinity -joukkueiden menestykseen oli heidän kykynsä saavuttaa ultraprofistovaihto ilman mitään magneettikenttää. Magneetin perinteinen kytkentä käyttää toista magneettia, joka tulee kustannuksin sekä energian että ajan suhteen. MRG: n avulla kytkentä saavutettiin lämpöpulssilla, hyödyntäen materiaalin ainutlaatuista vuorovaikutusta valon kanssa.
Kolminaisuuden tutkijat Jean Besbas ja Karsten ratsastivat keskustelun yhdestä tutkimuksesta:
"Magneettinen materiaaliS: llä on luontaisesti muisti, jota voidaan käyttää logiikkaan. Toistaiseksi vaihtaminen yhdestä magneettisesta tilasta 'looginen 0' toiseen 'loogiseen 1' on ollut liian energiaa nälkäinen ja liian hidas. Tutkimuksemme käsittelee nopeutta osoittamalla, että voimme vaihtaa MRG: n tilasta toiseen 0,1 pikosekunnissa ja ratkaisevasti, että toinen kytkin voi seurata vain 10 pikosekuntia myöhemmin, mikä vastaa ~ 100 gigahertsin toimintataajuutta - pitempää kuin mitä aiemmin havaittiin.
"Löytö korostaa MRG: n erityistä kykyä yhdistää valo ja kehrätä tehokkaasti, jotta voimme hallita magnetismia valolla ja valolla magneettisuudella tähän mennessä saavuttamattomilla aikatauluilla."
Kommentoidessaan hänen tiiminsä töitä, professori Michael Coey, Trinityn fysiikan ja Crann-koulu, sanoi: ”Vuonna 2014, kun ryhmäni ja minä ilmoitimme ensin, että olimme luoneet täysin uuden mangaanin, ruteeniumin ja galliumin, joka tunnetaan nimellä MRG, emme koskaan epäillään, että materiaalilla oli tämä merkittävä magneto-optinen potentiaali.
”Tämä esittely johtaa uusiin laitteen käsitteisiin, jotka perustuvat valoon ja magneettisuuteen, jotka voisivat hyötyä huomattavasti lisääntyneestä nopeudesta ja energiatehokkuudesta, ehkä lopulta toteuttaen yhden universaalin laitteen yhdistetyllä muisti- ja logiikkatoiminnalla. Se on valtava haaste, mutta olemme osoittaneet materiaalin, joka voi tehdä sen mahdolliseksi. Toivomme varmistavan rahoitusta ja teollisuusyhteistyötä jatkaaksemme työtämme. ”
Viestin aika: toukokuu-05-2021