I ricercatori di Crann (il Center for Research on Adaptive Nanostructures and NanoDevices) e la School of Physics del Trinity College Dublino, hanno annunciato oggi che aMateriale magneticoSviluppato al centro dimostra la commutazione magnetica più veloce mai registrata.
Il team ha utilizzato i sistemi laser femtosecondi nel laboratorio di ricerca fotonica di Crann per cambiare e quindi ribaltare l'orientamento magnetico del loro materiale in trilionti di secondo, sei volte più veloce del record precedente e cento volte più veloce della velocità di clock di un personal computer.
Questa scoperta dimostra il potenziale del materiale per una nuova generazione di computer ultra-veloce e sistemi di archiviazione dei dati a efficienza energetica.
I ricercatori hanno raggiunto le loro velocità di commutazione senza precedenti in una lega chiamata MRG, sintetizzata per la prima volta dal gruppo nel 2014 da manganese, rutenio e gallio. Nell'esperimento, il team ha colpito film sottili di MRG con esplosioni di luce laser rossa, offrendo megawatt di potere in meno di un secondo miliardo di secondo.
Il trasferimento di calore commuta l'orientamento magnetico di MRG. Ci vuole un decimo inimmaginabilmente veloce di un picosecondo per ottenere questo primo cambiamento (1 ps = un trilionario di secondo). Ma, soprattutto, il team ha scoperto di poter ripartire l'orientamento di nuovo 10 trilioni di secondo dopo. Questo è il più veloce ri-switching dell'orientamento di un magnete mai osservato.
I loro risultati sono pubblicati questa settimana nella principale rivista di fisica, Physical Review Letters.
La scoperta potrebbe aprire nuove strade per il calcolo innovativo e la tecnologia dell'informazione, data l'importanza diMateriale magneticos in questo settore. Nascosto in molti dei nostri dispositivi elettronici, nonché nei data center su larga scala nel cuore di Internet, i materiali magnetici leggi e archiviano i dati. L'attuale esplosione di informazioni genera più dati e consuma più energia che mai. Trovare nuovi modi ad alta efficienza energetica per manipolare dati e materiali da abbinare è una preoccupazione per la ricerca in tutto il mondo.
La chiave del successo dei team di Trinity è stata la loro capacità di ottenere il cambio ultraveloce senza alcun campo magnetico. La commutazione tradizionale di un magnete utilizza un altro magnete, che ha un costo in termini di energia e tempo. Con MRG la commutazione è stata raggiunta con un impulso di calore, facendo uso dell'interazione unica del materiale con la luce.
I ricercatori di Trinity Jean Besbas e Karsten cavalcano discutono di un viale della ricerca:
"Materiale magneticoS ha intrinsecamente la memoria che può essere utilizzata per la logica. Finora, passare da uno stato magnetico "logico 0", a un altro "logico 1", è stato troppo affamato di energia e troppo lento. La nostra ricerca affronta la velocità dimostrando che possiamo passare da MRG da uno stato all'altro in 0,1 picosecondi e, soprattutto che un secondo interruttore può seguire solo 10 picosecondi più tardi, corrispondente a una frequenza operativa di ~ 100 gigahertz, più rapida di qualsiasi cosa osservata prima.
"La scoperta evidenzia la speciale capacità del nostro MRG di accoppiare efficacemente la luce e la rotazione in modo da poter controllare il magnetismo con luce e luce con il magnetismo su tempi finora inaffidabili."
Commentando il lavoro del suo team, il professor Michael Coey, Trinity's School of Physics e Crann, ha dichiarato: “Nel 2014 quando io e il mio team abbiamo annunciato per la prima volta che avevamo creato una lega completamente nuova di manganese, rutenio e gallio, noto come MRG, non abbiamo mai sospettato che il materiale avessimo questo notevole potenziale magnete-opistico.
“Questa dimostrazione porterà a nuovi concetti di dispositivo basati su luce e magnetismo che potrebbero beneficiare di una velocità e un'efficienza energetica notevolmente aumentata, forse realizzando alla fine un singolo dispositivo universale con memoria combinata e funzionalità logica. È una grande sfida, ma abbiamo mostrato un materiale che potrebbe renderlo possibile. Speriamo di garantire finanziamenti e collaborazione del settore per perseguire il nostro lavoro. "
Tempo post: maggio-05-2021