Peneliti di Crann (Pusat Penelitian tentang Struktur Nano Adaptif dan Nanodevices), dan Sekolah Fisika di Trinity College Dublin, hari ini mengumumkan bahwa abahan magnetikDikembangkan di tengah menunjukkan switching magnetik tercepat yang pernah direkam.
Tim menggunakan sistem laser femtosecond di laboratorium penelitian fotonik di Crann untuk beralih dan kemudian mengarahkan kembali orientasi magnetik materi mereka dalam triliun detik, enam kali lebih cepat dari rekor sebelumnya, dan seratus kali lebih cepat daripada kecepatan jam komputer pribadi.
Penemuan ini menunjukkan potensi material untuk generasi baru komputer ultra-cepat dan sistem penyimpanan data yang hemat energi.
Para peneliti mencapai kecepatan switching mereka yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam paduan yang disebut MRG, pertama kali disintesis oleh kelompok pada tahun 2014 dari mangan, ruthenium dan gallium. Dalam percobaan, tim mencapai film tipis MRG dengan semburan cahaya laser merah, memberikan megawatt daya dalam waktu kurang dari sepersekian detik.
Perpindahan panas beralih orientasi magnetik MRG. Dibutuhkan sepersepuluh picosecond cepat tak terbayangkan untuk mencapai perubahan pertama ini (1 ps = satu triliun detik). Tapi, yang lebih penting, tim menemukan bahwa mereka dapat mengubah orientasi kembali lagi 10 triliun detik kemudian. Ini adalah switching tercepat dari orientasi magnet yang pernah diamati.
Hasil mereka diterbitkan minggu ini di jurnal fisika terkemuka, Fisik Review Letters.
Penemuan ini dapat membuka jalan baru untuk komputasi inovatif dan teknologi informasi, mengingat pentingnyabahan magnetiks di industri ini. Tersembunyi di banyak perangkat elektronik kami, serta di pusat data skala besar di jantung internet, bahan magnetik membaca dan menyimpan data. Ledakan informasi saat ini menghasilkan lebih banyak data dan mengkonsumsi lebih banyak energi daripada sebelumnya. Menemukan cara hemat energi baru untuk memanipulasi data, dan bahan yang cocok, adalah keasyikan penelitian di seluruh dunia.
Kunci keberhasilan tim Trinity adalah kemampuan mereka untuk mencapai switching ultrafast tanpa medan magnet. Pergantian magnet tradisional menggunakan magnet lain, yang datang dengan biaya baik dalam hal energi dan waktu. Dengan MRG switching dicapai dengan pulsa panas, memanfaatkan interaksi unik material dengan cahaya.
Peneliti Trinity Jean Besbas dan Karsten Rode Diskusikan satu jalan penelitian:
“Bahan magnetikS secara inheren memiliki memori yang dapat digunakan untuk logika. Sejauh ini, beralih dari satu keadaan magnet 'logis 0,' ke 'logis 1,' yang lain, terlalu haus energi dan terlalu lambat. Penelitian kami membahas kecepatan dengan menunjukkan bahwa kami dapat beralih MRG dari satu negara ke negara lain dalam 0,1 picoseconds dan yang terpenting bahwa sakelar kedua hanya dapat mengikuti 10 picoseconds kemudian, sesuai dengan frekuensi operasional ~ 100 gigahertz - lebih cepat dari apa pun yang diamati sebelumnya.
"Penemuan ini menyoroti kemampuan khusus MRG kami untuk secara efektif memasangkan cahaya dan berputar sehingga kami dapat mengendalikan magnet dengan cahaya dan cahaya dengan magnet pada rentang waktu yang tidak dapat dipercaya."
Mengomentari pekerjaan timnya, Profesor Michael Coey, Sekolah Fisika dan Crann Trinity, mengatakan, “Pada tahun 2014 ketika tim saya dan saya pertama kali mengumumkan bahwa kami telah menciptakan paduan mangan, ruthenium, dan gallium yang sama sekali baru, yang dikenal sebagai MRG, kami tidak pernah menduga materi ini memiliki potensi magneto-optik yang luar biasa ini.
“Demonstrasi ini akan mengarah pada konsep perangkat baru berdasarkan cahaya dan magnet yang dapat memperoleh manfaat dari peningkatan kecepatan dan efisiensi energi yang sangat meningkat, mungkin pada akhirnya mewujudkan satu perangkat universal dengan memori gabungan dan fungsi logika. Ini adalah tantangan besar, tetapi kami telah menunjukkan bahan yang mungkin memungkinkan. Kami berharap dapat mengamankan dana dan kolaborasi industri untuk mengejar pekerjaan kami. ”
Waktu posting: Mei-05-2021