चुंबकीय सामग्री सुपर-फास्ट स्विचिंग रिकॉर्ड तोड़ देती है

CRNN (द सेंटर फॉर रिसर्च ऑन एडेप्टिव नैनोस्ट्रक्चर्स एंड नैनोडेविसेस) और ट्रिनिटी कॉलेज डबलिन के स्कूल ऑफ फिजिक्स के शोधकर्ताओं ने आज घोषणा की कि एचुंबकीय सामग्रीकेंद्र में विकसित अब तक की सबसे तेज़ चुंबकीय स्विचिंग प्रदर्शित करता है।

टीम ने अपनी सामग्री के चुंबकीय अभिविन्यास को एक सेकंड के खरबवें हिस्से में बदलने और फिर से बदलने के लिए CRNN में फोटोनिक्स रिसर्च प्रयोगशाला में फेमटोसेकंड लेजर सिस्टम का उपयोग किया, जो पिछले रिकॉर्ड की तुलना में छह गुना तेज और घड़ी की गति से सौ गुना तेज है। एक पर्सनल कंप्यूटर.

यह खोज नई पीढ़ी के ऊर्जा कुशल अल्ट्रा-फास्ट कंप्यूटर और डेटा स्टोरेज सिस्टम के लिए सामग्री की क्षमता को प्रदर्शित करती है।

शोधकर्ताओं ने एमआरजी नामक मिश्र धातु में अपनी अभूतपूर्व स्विचिंग गति हासिल की, जिसे पहली बार 2014 में मैंगनीज, रूथेनियम और गैलियम से समूह द्वारा संश्लेषित किया गया था।प्रयोग में, टीम ने लाल लेजर प्रकाश के विस्फोट के साथ एमआरजी की पतली फिल्मों को मारा, जिससे एक सेकंड के एक अरबवें से भी कम समय में मेगावाट बिजली प्रदान की गई।

गर्मी हस्तांतरण एमआरजी के चुंबकीय अभिविन्यास को बदल देता है।इस पहले परिवर्तन को प्राप्त करने के लिए एक पिकोसेकंड के अकल्पनीय तेज़ दसवें हिस्से की आवश्यकता होती है (1 पीएस = एक सेकंड का एक खरबवां हिस्सा)।लेकिन, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि टीम ने पाया कि वे एक सेकंड के 10 ट्रिलियनवें हिस्से के बाद फिर से अभिविन्यास बदल सकते हैं।यह किसी चुंबक के अभिविन्यास का अब तक देखा गया सबसे तेज़ पुनः-स्विचिंग है।

उनके परिणाम इस सप्ताह प्रमुख भौतिकी पत्रिका, फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित हुए हैं।

के महत्व को देखते हुए यह खोज नवीन कंप्यूटिंग और सूचना प्रौद्योगिकी के लिए नए रास्ते खोल सकती हैचुंबकीय सामग्रीइस उद्योग में है.हमारे कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ-साथ इंटरनेट के केंद्र में स्थित बड़े पैमाने के डेटा केंद्रों में छिपी चुंबकीय सामग्री डेटा को पढ़ती और संग्रहीत करती है।वर्तमान सूचना विस्फोट पहले से कहीं अधिक डेटा उत्पन्न करता है और अधिक ऊर्जा की खपत करता है।डेटा में हेरफेर करने के लिए नए ऊर्जा कुशल तरीके और मिलान के लिए सामग्री ढूंढना, एक विश्वव्यापी शोध व्यस्तता है।

ट्रिनिटी टीमों की सफलता की कुंजी बिना किसी चुंबकीय क्षेत्र के अल्ट्राफास्ट स्विचिंग प्राप्त करने की उनकी क्षमता थी।एक चुंबक की पारंपरिक स्विचिंग में दूसरे चुंबक का उपयोग किया जाता है, जिसकी लागत ऊर्जा और समय दोनों के रूप में आती है।एमआरजी के साथ हीट पल्स के साथ स्विचिंग हासिल की गई, जिससे प्रकाश के साथ सामग्री की अनूठी बातचीत का उपयोग किया गया।

ट्रिनिटी शोधकर्ता जीन बेस्बास और कार्स्टन रोडे शोध के एक पहलू पर चर्चा करते हैं:

“चुंबकीय सामग्रीइसमें स्वाभाविक रूप से स्मृति होती है जिसका उपयोग तर्क के लिए किया जा सकता है।अब तक, एक चुंबकीय स्थिति 'तार्किक 0' से दूसरी 'तार्किक 1' पर स्विच करना बहुत अधिक ऊर्जा-खपत वाला और बहुत धीमा रहा है।हमारा शोध यह दर्शाता है कि हम 0.1 पिकोसेकंड में एमआरजी को एक राज्य से दूसरे राज्य में स्विच कर सकते हैं और महत्वपूर्ण बात यह है कि दूसरा स्विच केवल 10 पिकोसेकंड बाद में हो सकता है, जो ~ 100 गीगाहर्ट्ज़ की परिचालन आवृत्ति के अनुरूप है - जो पहले देखी गई किसी भी चीज़ से तेज़ है।

"खोज प्रकाश और स्पिन को प्रभावी ढंग से जोड़ने के लिए हमारे एमआरजी की विशेष क्षमता पर प्रकाश डालती है ताकि हम अब तक अप्राप्य समय-सीमा पर चुंबकत्व को प्रकाश से और प्रकाश को चुंबकत्व से नियंत्रित कर सकें।"

अपनी टीम के काम पर टिप्पणी करते हुए, ट्रिनिटी स्कूल ऑफ फिजिक्स और सीआरएनएन के प्रोफेसर माइकल कोए ने कहा, “2014 में जब मैंने और मेरी टीम ने पहली बार घोषणा की कि हमने मैंगनीज, रूथेनियम और गैलियम का एक पूरी तरह से नया मिश्र धातु बनाया है, जिसे एमआरजी के नाम से जाना जाता है, तो हमने कभी नहीं संदेह था कि सामग्री में यह उल्लेखनीय मैग्नेटो-ऑप्टिकल क्षमता थी।

“यह प्रदर्शन प्रकाश और चुंबकत्व पर आधारित नई डिवाइस अवधारणाओं को जन्म देगा जो बहुत अधिक गति और ऊर्जा दक्षता से लाभान्वित हो सकते हैं, शायद अंततः संयुक्त मेमोरी और तर्क कार्यक्षमता के साथ एक एकल सार्वभौमिक डिवाइस को साकार कर सकते हैं।यह एक बड़ी चुनौती है, लेकिन हमने एक ऐसी सामग्री दिखाई है जो इसे संभव बना सकती है।हम अपने काम को आगे बढ़ाने के लिए फंडिंग और उद्योग सहयोग सुरक्षित करने की उम्मीद करते हैं।''