Investigadores do CRANN (The Center for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices) e da Escola de Física do Trinity College de Dublín, anunciaron hoxe que unmaterial magnéticodesenvolvido no Centro demostra a conmutación magnética máis rápida xamais rexistrada.
O equipo utilizou sistemas láser de femtosegundo no Laboratorio de Investigación de Fotónica de CRANN para cambiar e despois cambiar de novo a orientación magnética do seu material en billóns de segundo, seis veces máis rápido que o rexistro anterior e cen veces máis rápido que a velocidade do reloxo de un ordenador persoal.
Este descubrimento demostra o potencial do material para unha nova xeración de ordenadores ultrarrápidos e sistemas de almacenamento de datos eficientes enerxéticamente.
Os investigadores lograron as súas velocidades de conmutación sen precedentes nunha aliaxe chamada MRG, sintetizada por primeira vez polo grupo en 2014 a partir de manganeso, rutenio e galio.No experimento, o equipo golpeou películas finas de MRG con ráfagas de luz láser vermella, que entregaban megavatios de potencia en menos dunha milmillonésima parte de segundo.
A transferencia de calor cambia a orientación magnética do MRG.Fai falta unha décima de picosegundo inimaxinablemente rápida para conseguir este primeiro cambio (1 ps = un billón de segundo).Pero, o máis importante, o equipo descubriu que podería cambiar a orientación de novo 10 billóns de segundo despois.Este é o cambio de orientación dun imán máis rápido xamais observado.
Os seus resultados publícanse esta semana na principal revista de física, Physical Review Letters.
O descubrimento podería abrir novas vías para a informática innovadora e as tecnoloxías da información, dada a importancia dematerial magnéticos nesta industria.Ocultos en moitos dos nosos dispositivos electrónicos, así como nos centros de datos a gran escala no corazón de Internet, os materiais magnéticos len e almacenan os datos.A explosión de información actual xera máis datos e consome máis enerxía que nunca.Encontrar novas formas eficientes enerxéticamente de manipular datos e materiais que coincidan é unha preocupación de investigación mundial.
A clave do éxito dos equipos Trinity foi a súa capacidade para lograr o cambio ultrarrápido sen ningún campo magnético.A conmutación tradicional dun imán usa outro imán, que ten un custo tanto en enerxía como en tempo.Con MRG a conmutación conseguiuse cun pulso de calor, facendo uso da interacción única do material coa luz.
Os investigadores de Trinity Jean Besbas e Karsten Rode discuten unha vía da investigación:
"Material magnéticos teñen inherentemente memoria que se pode usar para a lóxica.Ata agora, o cambio dun estado magnético "0 lóxico" a outro "1 lóxico" foi demasiado famélico e demasiado lento.A nosa investigación aborda a velocidade mostrando que podemos cambiar MRG dun estado a outro en 0,1 picosegundos e, fundamentalmente, que un segundo cambio pode seguir só 10 picosegundos máis tarde, o que corresponde a unha frecuencia operativa de ~ 100 gigahercios, máis rápido que calquera cousa observada antes.
"O descubrimento destaca a capacidade especial do noso MRG para acoplar eficazmente a luz e o xiro para que poidamos controlar o magnetismo coa luz e a luz con magnetismo en escalas de tempo ata agora inalcanzables".
Comentando o traballo do seu equipo, o profesor Michael Coey, da Trinity's School of Physics e CRANN, dixo: "En 2014, cando o meu equipo e eu anunciamos por primeira vez que crearamos unha aliaxe completamente nova de manganeso, rutenio e galio, coñecida como MRG, nunca sospeitaba que o material tiña este notable potencial magneto-óptico.
"Esta demostración levará a novos conceptos de dispositivos baseados na luz e o magnetismo que poderían beneficiarse dun aumento considerable da velocidade e da eficiencia enerxética, quizais conseguindo un único dispositivo universal cunha función combinada de memoria e lóxica.É un reto enorme, pero mostramos un material que pode facelo posible.Esperamos conseguir financiamento e colaboración da industria para continuar co noso traballo".
Hora de publicación: maio-05-2021