Para peneliti di CRANN (Pusat Penelitian Nanostruktur Adaptif dan Perangkat Nano), dan Sekolah Fisika di Trinity College Dublin, hari ini mengumumkan bahwa sebuahbahan magnetikTeknologi yang dikembangkan di Pusat ini menunjukkan kecepatan peralihan magnetik tercepat yang pernah tercatat.
Tim tersebut menggunakan sistem laser femtosekon di Laboratorium Penelitian Fotonik di CRANN untuk mengubah dan kemudian mengubah kembali orientasi magnetik material mereka dalam sepersejuta triliun detik, enam kali lebih cepat dari rekor sebelumnya, dan seratus kali lebih cepat dari kecepatan clock komputer pribadi.
Penemuan ini menunjukkan potensi material tersebut untuk generasi baru komputer ultra cepat dan sistem penyimpanan data yang hemat energi.
Para peneliti mencapai kecepatan peralihan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam paduan yang disebut MRG, yang pertama kali disintesis oleh kelompok tersebut pada tahun 2014 dari mangan, rutenium, dan galium. Dalam percobaan tersebut, tim tersebut menembakkan film tipis MRG dengan semburan cahaya laser merah, menghasilkan daya megawatt dalam waktu kurang dari sepersejuta detik.
Perpindahan panas mengubah orientasi magnetik MRG. Perubahan pertama ini terjadi dalam waktu yang sangat cepat, yaitu sepersepuluh pikodetik (1 ps = satu triliun detik). Namun, yang lebih penting, tim tersebut menemukan bahwa mereka dapat mengembalikan orientasi tersebut ke keadaan semula 10 triliun detik kemudian. Ini adalah perubahan orientasi magnet tercepat yang pernah diamati.
Hasil penelitian mereka dipublikasikan minggu ini di jurnal fisika terkemuka, Physical Review Letters.
Penemuan ini dapat membuka jalan baru bagi komputasi dan teknologi informasi yang inovatif, mengingat pentingnya hal tersebut.bahan magnetikDalam industri ini, material magnetik tersembunyi di banyak perangkat elektronik kita, serta di pusat data skala besar yang menjadi jantung internet, untuk membaca dan menyimpan data. Ledakan informasi saat ini menghasilkan lebih banyak data dan mengonsumsi lebih banyak energi daripada sebelumnya. Menemukan cara baru yang hemat energi untuk memanipulasi data, dan material yang sesuai, merupakan perhatian penelitian di seluruh dunia.
Kunci keberhasilan tim Trinity adalah kemampuan mereka untuk mencapai pengalihan ultra cepat tanpa medan magnet apa pun. Pengalihan magnet tradisional menggunakan magnet lain, yang membutuhkan biaya baik dari segi energi maupun waktu. Dengan MRG, pengalihan dicapai dengan pulsa panas, memanfaatkan interaksi unik material tersebut dengan cahaya.
Peneliti Trinity, Jean Besbas dan Karsten Rode, membahas salah satu jalur penelitian:
“Bahan magnetikSecara inheren, MRG memiliki memori yang dapat digunakan untuk logika. Sejauh ini, peralihan dari satu keadaan magnetik 'logika 0' ke keadaan lain 'logika 1' terlalu boros energi dan terlalu lambat. Penelitian kami mengatasi masalah kecepatan dengan menunjukkan bahwa kami dapat mengalihkan MRG dari satu keadaan ke keadaan lain dalam 0,1 pikodetik dan yang terpenting, peralihan kedua dapat terjadi hanya 10 pikodetik kemudian, yang sesuai dengan frekuensi operasional ~ 100 gigahertz—lebih cepat daripada apa pun yang pernah diamati sebelumnya.
“Penemuan ini menyoroti kemampuan khusus MRG kami untuk secara efektif menggabungkan cahaya dan putaran sehingga kami dapat mengendalikan magnetisme dengan cahaya dan cahaya dengan magnetisme dalam skala waktu yang sebelumnya tidak dapat dicapai.”
Mengomentari hasil kerja timnya, Profesor Michael Coey, dari Sekolah Fisika Trinity dan CRANN, mengatakan, “Pada tahun 2014 ketika tim saya dan saya pertama kali mengumumkan bahwa kami telah menciptakan paduan baru yang sepenuhnya terdiri dari mangan, rutenium, dan galium, yang dikenal sebagai MRG, kami tidak pernah menduga bahwa material tersebut memiliki potensi magneto-optik yang luar biasa ini.
“Demonstrasi ini akan mengarah pada konsep perangkat baru berbasis cahaya dan magnetisme yang dapat memperoleh manfaat dari peningkatan kecepatan dan efisiensi energi yang sangat besar, dan mungkin pada akhirnya mewujudkan perangkat universal tunggal dengan fungsi memori dan logika gabungan. Ini adalah tantangan besar, tetapi kami telah menunjukkan material yang mungkin memungkinkan hal itu. Kami berharap dapat mengamankan pendanaan dan kolaborasi industri untuk melanjutkan pekerjaan kami.”
Waktu posting: 05 Mei 2021