Crannの研究者（適応ナノ構造とナノデビスに関する研究センター）、およびTrinity College Dublinの物理学部は本日、磁気材料センターで開発されたのは、これまでに記録された最速の磁気スイッチングを示しています。
チームは、CrannのPhotonics Research LaboratoryでFemtosecondレーザーシステムを使用して、前の記録よりも6倍速く、パソコンのクロック速度よりも100倍速く、材料の磁気方向を切り替えて再スイッチしました。
この発見は、新世代のエネルギー効率の高い超高速コンピューターとデータストレージシステムの材料の可能性を示しています。
研究者は、2014年にマンガン、ルーテニウム、ガリウムからグループによって最初に合成されたMRGと呼ばれる合金で前例のないスイッチング速度を達成しました。実験では、チームはMRGの薄膜を赤いレーザー光のバーストで叩き、10億分の1秒未満でメガワットのパワーを供給しました。
熱伝達により、MRGの磁気方向が切り替わります。この最初の変更を達成するには、ピコ秒の10分の1の想像を絶するほど速いです（1 ps = 1兆分の1兆分）。しかし、さらに重要なことに、チームは、10兆分の1秒後にオリエンテーションを再び戻すことができることを発見しました。これは、これまでに観察された磁石の向きの最速の再切り方です。
彼らの結果は今週、主要な物理学ジャーナル、物理的なレビューレターに掲載されています。
発見は、の重要性を考えると、革新的なコンピューティングと情報技術の新しい道を開くことができます磁気材料この業界のs。多くの電子デバイスや、インターネットの中心にある大規模なデータセンターに隠されているため、磁気材料はデータを読み取り、保存します。現在の情報爆発により、より多くのデータが生成され、これまで以上に多くのエネルギーが消費されます。データを操作する新しいエネルギー効率の良い方法と一致する材料を見つけることは、世界的な研究の先入観です。
トリニティチームの成功の鍵は、磁場なしで超高速スイッチングを達成する能力でした。磁石の従来のスイッチングは、別の磁石を使用します。これは、エネルギーと時間の両方の点で犠牲になります。 MRGとともに、材料と光とのユニークな相互作用を利用して、熱パルスでスイッチングが達成されました。
トリニティの研究者であるジャン・ベスバスとカルステン・ロードは、研究の1つの手段について話し合います。
「磁気材料Sは本質的にロジックに使用できるメモリを持っています。これまでのところ、ある磁気状態の「論理0」から別の「論理1」に切り替えると、エネルギーに飢えすぎて遅すぎました。私たちの研究は、0.1ピコ秒でMRGをある状態から別の状態に切り替えることができることを示すことで速度に対処し、重要なことに、2番目のスイッチは、以前に観察されたものよりも〜100ギガヘルツの動作周波数に対応する10ピコ秒後にわずか10ピコ秒に続くことができることを示します。
「この発見は、MRGが光とスピンを効果的に結びつける特別な能力を強調して、これまでの習慣のないタイムスケールで光と光で磁気と光を制御できるようにします。」
彼のチームの仕事についてコメントして、トリニティの物理学とクランスクールのマイケル・コーイ教授は次のように述べています。
「このデモンストレーションは、速度とエネルギー効率の大幅な増加から利益を得ることができる光と磁気に基づいた新しいデバイスの概念につながり、おそらくメモリと論理機能を組み合わせた単一のユニバーサルデバイスを実現するでしょう。それは大きな挑戦ですが、それを可能にする可能性のある資料を示しました。私たちの仕事を追求するために、資金と業界の協力を確保したいと考えています。」
投稿時間：5月5日 - 2021年