Para peneliti di CRANN (Pusat Penelitian Nanostruktur Adaptif dan Nanodevices), dan Sekolah Fisika di Trinity College Dublin, hari ini mengumumkan bahwabahan magnetikyang dikembangkan di Pusat ini menunjukkan peralihan magnetik tercepat yang pernah tercatat.
Tim tersebut menggunakan sistem laser femtodetik di Laboratorium Penelitian Fotonik di CRANN untuk mengubah dan kemudian mengubah kembali orientasi magnetik material mereka dalam sepertriliun detik, enam kali lebih cepat dari rekor sebelumnya, dan seratus kali lebih cepat dari kecepatan jam komputer pribadi.
Penemuan ini menunjukkan potensi material untuk generasi baru komputer ultra-cepat hemat energi dan sistem penyimpanan data.
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 menembakkan semburan sinar laser merah ke lapisan tipis MRG, menghasilkan daya bermegawatt dalam waktu kurang dari sepersejuta detik.
Perpindahan panas mengubah orientasi magnetik MRG. Diperlukan sepersepuluh pikodetik yang luar biasa cepat untuk mencapai perubahan pertama ini (1 ps = sepertriliun detik). Namun, yang lebih penting, tim menemukan bahwa mereka dapat mengubah orientasi kembali 10 pertriliun detik kemudian. Ini adalah perubahan orientasi magnet tercepat yang pernah diamati.
Hasilnya dipublikasikan minggu ini di jurnal fisika terkemuka, Physical Review Letters.
Penemuan ini dapat membuka jalan baru bagi komputasi dan teknologi informasi yang inovatif, mengingat pentingnyabahan magnetikdalam industri ini. Tersembunyi di banyak perangkat elektronik kita, serta di pusat data berskala besar di jantung internet, material magnetik 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 fokus penelitian di seluruh dunia.
Kunci keberhasilan tim Trinity adalah kemampuan mereka untuk mencapai peralihan ultra cepat tanpa medan magnet. Peralihan magnet tradisional menggunakan magnet lain, yang membutuhkan biaya energi dan waktu. Dengan MRG, peralihan dicapai dengan pulsa panas, memanfaatkan interaksi unik material 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 'logis 0' ke keadaan magnetik 'logis 1' lainnya terlalu boros energi dan terlalu lambat. Penelitian kami membahas kecepatan dengan menunjukkan bahwa kita dapat mengalihkan MRG dari satu keadaan ke keadaan lain dalam 0,1 pikodetik dan yang terpenting, peralihan kedua hanya dapat menyusul 10 pikodetik kemudian, yang setara dengan frekuensi operasional sekitar 100 gigahertz—lebih cepat daripada 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 pada skala waktu yang sebelumnya tidak dapat dicapai.
Mengomentari karya timnya, Profesor Michael Coey, Sekolah Fisika Trinity dan CRANN, mengatakan, “Pada tahun 2014 ketika tim saya dan saya pertama kali mengumumkan bahwa kami telah menciptakan paduan mangan, rutenium, dan galium yang sepenuhnya baru, yang dikenal sebagai MRG, kami tidak pernah menduga material tersebut memiliki potensi magneto-optik yang luar biasa ini.
Demonstrasi ini akan menghasilkan konsep perangkat baru berbasis cahaya dan magnet yang dapat ditingkatkan kecepatan dan efisiensi energinya secara signifikan, bahkan mungkin pada akhirnya mewujudkan satu perangkat universal dengan fungsi memori dan logika gabungan. Ini merupakan tantangan besar, tetapi kami telah menunjukkan material yang memungkinkan hal tersebut. Kami berharap dapat mengamankan pendanaan dan kolaborasi industri untuk melanjutkan pekerjaan kami.
Waktu posting: 05-Mei-2021