Investigadores de Crann (o Centro de Investigación en Nanoestruturas e Nanodevices adaptativos), e a Escola de Física do Trinity College Dublin, anunciaron hoxe quematerial magnéticoDesenvolvido no centro demostra a conmutación magnética máis rápida xamais rexistrada.
O equipo usou sistemas láser femtosegundos no laboratorio de investigación de fotónica en Crann para cambiar e logo volver a cambiar 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 dun ordenador persoal.
Este descubrimento demostra o potencial do material para unha nova xeración de ordenadores ultra-rápidos eficientes enerxéticos e sistemas de almacenamento de datos.
Os investigadores acadaron as súas velocidades de conmutación sen precedentes nunha aleación chamada MRG, sintetizada por primeira vez polo grupo en 2014 a partir de manganeso, rutenio e galio. No experimento, o equipo alcanzou películas finas de MRG con refachos de luz láser vermella, ofrecendo megavatios de poder en menos de mil millóns de segundos.
A transferencia de calor cambia a orientación magnética de MRG. Leva un décimo rápido de un imaxinadamente rápido dun picosegundo para conseguir este primeiro cambio (1 ps = un billón de segundo). Pero, o que é máis importante, o equipo descubriu que poderían cambiar a orientación de novo a 10 billóns de segunda vez máis tarde. Esta é a re-cambio máis rápida da orientación dun imán observada nunca.
Os seus resultados publícanse esta semana no principal diario de física, Physical Review Letters.
O descubrimento podería abrir novas vías para informática innovadora e tecnoloxía da información, dada a importancia dematerial magnéticos nesta industria. Agochado 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 consume máis enerxía que nunca. Atopar novas formas eficientes enerxéticamente de manipular datos e materiais que coinciden, é unha preocupación mundial de investigación.
A clave para o éxito dos equipos de Trinity foi a súa capacidade para lograr a conmutación de ultravos sen ningún campo magnético. A conmutación tradicional dun imán usa outro imán, que custa tanto en canto a enerxía como o tempo. Con MRG logrouse a conmutación cun pulso de calor, facendo uso da interacción única do material coa luz.
Os investigadores de Trinity Jean Besbas e Karsten Rode discuten unha avenida da investigación:
"Material magnéticoS Inherentemente ten memoria que se pode usar para a lóxica. Ata o de agora, cambiar dun estado magnético "lóxico 0", a outro "lóxico 1", foi demasiado fame e demasiado lento. A nosa investigación aborda a velocidade mostrando que podemos cambiar MRG dun estado a outro en 0,1 picosegundos e crucialmente que un segundo interruptor só pode seguir 10 picosegundos despois, correspondendo a unha frecuencia operativa de ~ 100 gigahertz: máis que calquera cousa observada antes.
"O descubrimento pon de manifesto a capacidade especial do noso MRG para emparellar eficazmente a luz e o xiro para que poidamos controlar o magnetismo con luz e luz con magnetismo en horarios ata agora inalcanzables."
Comentando o traballo do seu equipo, o profesor Michael Coey, a escola de física de Trinity e Crann, dixo: "En 2014 cando o meu equipo e eu anunciamos que creamos unha aleación completamente nova de manganeso, rutenio e galio, coñecida como MRG, nunca sospeitabamos que o material tiña este notable potencial magneto-óptico.
"Esta demostración levará a novos conceptos de dispositivos baseados en luz e magnetismo que poida beneficiarse dun aumento da velocidade e da eficiencia enerxética, quizais realizando finalmente un único dispositivo universal con memoria combinada e funcionalidade lóxica. É un reto enorme, pero amosamos un material que pode facelo posible. Agardamos conseguir financiamento e colaboración da industria para continuar o noso traballo. "
Tempo de publicación: maio-05-2021