Forskere ved Crann (Center for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices), og School of Physics ved Trinity College Dublin, kunngjorde i dag at enmagnetisk materialeUtviklet i senteret demonstrerer den raskeste magnetiske vekslingen som noen gang er registrert.
Teamet brukte femtosekund lasersystemer i Photonics Research Laboratory at Crann for å bytte og deretter bytte den magnetiske orienteringen til materialet deres i billioner av et sekund, seks ganger raskere enn forrige rekord, og hundre ganger raskere enn klokkehastigheten til en personlig datamaskin.
Denne oppdagelsen demonstrerer potensialet til materialet for en ny generasjon energieffektive ultrafast datamaskiner og datalagringssystemer.
Forskerne oppnådde sine enestående byttehastigheter i en legering kalt MRG, først syntetisert av gruppen i 2014 fra mangan, Ruthenium og Gallium. I eksperimentet traff teamet tynne filmer av MRG med utbrudd av rød laserlys, og leverte megawatt kraft på mindre enn en milliarding av et sekund.
Varmeoverføringen bytter magnetisk orientering til MRG. Det tar en utenkelig rask tidel av et picosekund for å oppnå denne første endringen (1 ps = en billion på et sekund). Men enda viktigere, teamet oppdaget at de kunne bytte retning tilbake igjen 10 billioner av et sekund senere. Dette er den raskeste ombytte av en magnets orientering som noen gang er observert.
Resultatene deres blir publisert denne uken i The Leading Physics Journal, Physical Review Letters.
Oppdagelsen kan åpne nye veier for innovativ databehandling og informasjonsteknologi, gitt viktigheten avmagnetisk materiales i denne bransjen. Skjult i mange av våre elektroniske enheter, så vel som i de store datasentrene i hjertet av Internett, leser og lagrer magnetiske materialer og lagrer dataene. Den nåværende informasjonseksplosjonen genererer mer data og bruker mer energi enn noen gang før. Å finne nye energieffektive måter å manipulere data og materialer som skal matche, er en verdensomspennende forskningsopptak.
Nøkkelen til Trinity Teams suksess var deres evne til å oppnå ultrafast bytte uten magnetfelt. Tradisjonell bytte av en magnet bruker en annen magnet, som kommer til kostpris når det gjelder både energi og tid. Med MRG ble byttet oppnådd med en varmepuls, og benyttet seg av materialets unike interaksjon med lys.
Trinity -forskere Jean Besbas og Karsten syklet diskuterer en aveny av forskningen:
“Magnetisk materialeS iboende har minne som kan brukes til logikk. Så langt har det å ha vært for energisulten og for treg å bytte fra en magnetisk tilstand. Forskningen vår adresserer hastighet ved å vise at vi kan bytte MRG fra en tilstand til en annen i 0,1 picosekunder og avgjørende at en andre bryter bare kan følge 10 picosekunder senere, tilsvarende en operasjonsfrekvens på ~ 100 gigahertz - raskere enn noe som ble observert før.
"Oppdagelsen fremhever den spesielle evnen til vår MRG til å effektivt koble lys og snurre slik at vi kan kontrollere magnetisme med lys og lys med magnetisme på hittil uoppnåelige tidsskalaer."
Kommentarer om teamets arbeid, sa professor Michael Coey, Trinitys School of Physics and Crann,: "I 2014 da teamet mitt og jeg først kunngjorde at vi hadde laget en helt ny legering av mangan, Ruthenium og Gallium, kjent som MRG, har vi aldri mistenkt at materialet hadde dette bemerkelsesverdige magneto-optiske potensialet.
"Denne demonstrasjonen vil føre til nye enhetskonsepter basert på lys og magnetisme som kan ha fordel av økt hastighet og energieffektivitet, kanskje til slutt å realisere en enkelt universell enhet med kombinert minne og logisk funksjonalitet. Det er en enorm utfordring, men vi har vist et materiale som kan gjøre det mulig. Vi håper å sikre finansiering og bransjesamarbeid for å forfølge vårt arbeid. ”
Post Time: Mai-05-2021