Penyelidik di CRANN (Pusat Penyelidikan Nanostruktur dan Nanoperanti Adaptif), dan Sekolah Fizik di Trinity College Dublin, hari ini mengumumkan bahawabahan magnetikyang dibangunkan di Pusat ini menunjukkan pensuisan magnet terpantas yang pernah direkodkan.
Pasukan itu menggunakan sistem laser femtosaat di Makmal Penyelidikan Fotonik di CRANN untuk menukar dan kemudian menukar semula orientasi magnet bahan mereka dalam trilion saat, enam kali lebih pantas daripada rekod sebelumnya, dan seratus kali lebih pantas daripada kelajuan jam komputer peribadi.
Penemuan ini menunjukkan potensi bahan tersebut untuk generasi baharu komputer ultra pantas dan sistem penyimpanan data yang cekap tenaga.
Para penyelidik mencapai kelajuan pensuisan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam aloi yang dipanggil MRG, yang pertama kali disintesis oleh kumpulan itu pada tahun 2014 daripada mangan, rutenium dan galium. Dalam eksperimen itu, pasukan itu menghasilkan filem nipis MRG dengan letupan cahaya laser merah, menghasilkan megawatt kuasa dalam masa kurang daripada satu persebilion saat.
Pemindahan haba menukar orientasi magnet MRG. Ia mengambil masa sepersepuluh pikosaat yang sangat pantas untuk mencapai perubahan pertama ini (1 ps = satu trilion saat). Tetapi, yang lebih penting, pasukan itu mendapati mereka boleh menukar orientasi kembali 10 trilion saat kemudian. Ini merupakan penukaran semula orientasi magnet terpantas yang pernah diperhatikan.
Keputusan mereka diterbitkan minggu ini dalam jurnal fizik terkemuka, Physical Review Letters.
Penemuan ini boleh membuka jalan baharu untuk pengkomputeran dan teknologi maklumat yang inovatif, memandangkan kepentinganbahan magnetikdalam industri ini. Tersembunyi di dalam kebanyakan peranti elektronik kita, serta di pusat data berskala besar di tengah-tengah internet, bahan magnet membaca dan menyimpan data. Ledakan maklumat semasa menjana lebih banyak data dan menggunakan lebih banyak tenaga berbanding sebelum ini. Mencari cara cekap tenaga baharu untuk memanipulasi data, dan bahan yang sepadan, merupakan tumpuan penyelidikan di seluruh dunia.
Kunci kejayaan pasukan Trinity adalah keupayaan mereka untuk mencapai pensuisan ultra pantas tanpa sebarang medan magnet. Pensuisan magnet tradisional menggunakan magnet lain, yang memerlukan kos dari segi tenaga dan masa. Dengan MRG, pensuisan dicapai dengan denyutan haba, menggunakan interaksi unik bahan dengan cahaya.
Penyelidik Trinity, Jean Besbas dan Karsten Rode membincangkan satu cara penyelidikan ini:
"Bahan magnetSecara semula jadinya, ia mempunyai memori yang boleh digunakan untuk logik. Setakat ini, pertukaran daripada satu keadaan magnet 'logik 0' kepada 'logik 1' yang lain terlalu memerlukan tenaga dan terlalu perlahan. Kajian kami menangani kelajuan dengan menunjukkan bahawa kita boleh menukar MRG daripada satu keadaan ke keadaan yang lain dalam 0.1 pikosaat dan yang penting, pertukaran kedua hanya boleh dilakukan 10 pikosaat kemudian, sepadan dengan frekuensi operasi ~ 100 gigahertz—lebih pantas daripada apa yang diperhatikan sebelum ini.
"Penemuan ini menonjolkan keupayaan istimewa MRG kami untuk menggabungkan cahaya dan putaran secara berkesan supaya kami dapat mengawal kemagnetan dengan cahaya dan cahaya dengan kemagnetan pada skala masa yang tidak dapat dicapai setakat ini."
Mengulas mengenai hasil kerja pasukannya, Profesor Michael Coey, dari Sekolah Fizik Trinity dan CRANN, berkata, “Pada tahun 2014 apabila saya dan pasukan saya pertama kali mengumumkan bahawa kami telah mencipta aloi mangan, rutenium dan galium yang baharu sepenuhnya, yang dikenali sebagai MRG, kami tidak pernah mengesyaki bahan itu mempunyai potensi magneto-optik yang luar biasa ini.
"Demonstrasi ini akan membawa kepada konsep peranti baharu berdasarkan cahaya dan kemagnetan yang boleh mendapat manfaat daripada peningkatan kelajuan dan kecekapan tenaga yang ketara, mungkin akhirnya merealisasikan peranti universal tunggal dengan fungsi memori dan logik gabungan. Ia merupakan satu cabaran besar, tetapi kami telah menunjukkan bahan yang mungkin memungkinkannya. Kami berharap dapat memperoleh pembiayaan dan kerjasama industri untuk meneruskan kerja kami."
Masa siaran: 05-Mei-2021